Бессмертие близко: уникальное животное хранит секрет регенерации, ученые на пороге открытия

Бессмертие близко? Уникальное животное хранит секрет регенерации

Аксолотль, уникальная саламандра из мексиканских озёр, обладает удивительной способностью полностью восстанавливать утраченные конечности всего за восемь недель.

Исследователи из Института молекулярной биотехнологии Австрийской академии наук (IMBA) выяснили, как клетки этих существ "запоминают" своё положение в организме, чтобы правильно регенерировать ткани после травмы. Результаты их работы были опубликованы 21 мая в журнале Nature.

Молекулярные сигналы: ключ к регенерации

При повреждении конечности клетки аксолотля активируют сигнальные пути, которые помогают им восстанавливать структуры в соответствии с их изначальным расположением.

Клетки на передней стороне (со стороны большого пальца) вырабатывают сигнальный фактор FGF8, а на задней (со стороны мизинца) — Shh. Эти сигналы взаимно усиливаются, обеспечивая правильное формирование новой конечности.

Hand2: ген-хранитель памяти о положении

Главный вопрос, на который искали ответ учёные, заключался в том, как клетки "понимают", где именно должны включаться FGF8 и Shh.

Лео Оцуки, ведущий автор исследования, объяснил, что ключевую роль играет ген Hand2, который экспрессируется только на задней стороне конечности. Он активирует Shh после травмы, действуя как позиционный маркер, который сохраняет у клеток "память" о том, что они находятся в "зоне мизинца".

Эксперименты подтверждают модель

Эксперименты показали, что при повреждении клетки задней части увеличивают выработку Hand2, что, в свою очередь, запускает сигнал Shh.

Клетки, находящиеся ближе к источнику Shh, регенерируют как задние, а те, что дальше — как передние. После полного восстановления конечности уровень Hand2 снова снижается, и клетки возвращаются в "режим ожидания" следующей травмы.

Аналогия с системой радиопередачи

Учёные провели аналогию с системой радиопередачи: молекулярный сигнал Shh распространяется подобно радиоволне, задавая клеткам в зоне его влияния программу формирования задних структур конечности.

Пересадка клеток меняет программу развития

Для подтверждения этой модели исследователи трансплантировали клетки из передней (большой палец) в заднюю (мизинец) часть конечности — в результате пересаженные клетки полностью изменили свою программу и начали развиваться как типичные задние клетки.

Интересные факты об аксолотле:

• Аксолотль может регенерировать не только конечности, но и другие части тела, включая спинной мозг и даже части мозга.
• Аксолотль является неотропическим животным, то есть он сохраняет личиночные черты во взрослом состоянии.
• Аксолотль находится под угрозой исчезновения из-за загрязнения и разрушения среды обитания.