: 22.06.2021
Раскрыт секрет стремительной регенерации кольчатых червей
Способности человека к восстановлению поврежденных тканей весьма ограничены. Но в животном мире есть настоящие «асы регенерации»: тритоны и саламандры, а также беспозвоночные – кольчатые черви. Биологи из Санкт-Петербурга недавно выяснили, что особые белки, играющие ключевую роль в регенерации фрагментов тела у одного из видов червей, родственны человеческим белкам, участвующим в восстановительных процессах. Вот только отращивать конечности мы разучились
Обитающие в Белом море кольчатые черви зеленые нереисы (Alitta virens) – существа примечательные: крупные, до полуметра длиной, очень эффектной окраски и к тому же долгоживущие (от 3 до 7 лет). Но больше всего они известны своими исключительными способностями к регенерации. Молодая особь нереиса способна восстановить утраченный задний фрагмент тела всего за неделю, а потом продолжить свой рост. Однако молекулярные индукторы этого процесса до сих пор не были известны.
Чтобы выяснить механизм регенерации уникальных животных, исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета отловили несколько особей (во время размножения нереисы поднимаются к поверхности воды и их можно поймать обыкновенным сачком), искусственно оплодотворили и вырастили потомство, которое использовали в экспериментах.
Известно, что одним из ключевых регуляторов восстановительных процессов у животных служат так называемые факторы роста фибробластов (FGF). Эти белки при необходимости выделяют фибробласты – основные клетки соединительной ткани, а также клетки эпителия кожи, нервной ткани, иммунные клетки-макрофаги. FGF активируют ряд молекулярных каскадов, запускающих активное деление и рост клеток, что способствует восстановлению соединительной ткани, росту нервов и новых кровеносных сосудов.
Уже сейчас белки FGF применяют для культивирования животных клеток – к примеру, их добавляют в питательные «коктейли» при выращивании биомассы, на которой тестируют лекарства или нарабатывают вирусные частницы.
Ученые предположили, что процессы регенерации у зеленых нереисов могут также находиться под контролем FGF. Проанализировав доступные базы генетических данных, они нашли два гена нереисов, предположительно кодирующих FGF, и еще два гена, кодирующих два рецептора к ним. Выделив из регенерирующих червей мРНК, считанную с этих генов, они синтезировали на основе их фрагментов светящиеся метки. С помощью таких меток они смогли в буквальном смысле увидеть, как эти гены активно работают в регенерирующих тканях.
В следующем эксперименте они добавили в морскую воду вещества-ингибиторы сигнального пути FGF, тем самым искусственно заблокировав его работу. В результате экспериментальные черви не смогли восстановиться после ампутации части туловища, тогда как у контрольных рост клеток начался уже спустя 4 часа после повреждения. И даже у экспериментальных животных способность к регенерации полностью восстанавливалась, когда их «отмывали» от раствора ингибиторов и в дальнейшем содержали в обычных условиях.
Результаты этой работы говорят о том, что белки FGF у беспозвоночных и позвоночных животных, включая человека, работают похожим образом. Другими словами, эволюционно они очень древние: по-видимому, их использовал наш общий предок, живший более 500 млн лет назад. И в этом смысле было бы интересно выяснить, почему регенеративные процессы у человека настолько ограничены. Что касается практического приложения, то знания о механизме восстановления тканей у кольчатых червей могут быть использованы при разработке препаратов для быстрого заживления ран.
Фото: https://commons.wikimedia.org, https://www.flickr.com
: 22.06.2021 
