Мексиканский аксолотль – эндемик системы озёр близ Мехико. Один из самых необычных представителей саламандр – частый гость в лабораториях биологов, из-за своей способности к поистине виртуозной регенерации большей части органов (фото Stephen Dalton/National Geographic).Какой поворот. Всё оказалось совсем не так, как думали учёные раньше. Многолетние исследования саламандр — чемпионов по регенерации тканей — проходили мимо важной особенности восстановительного процесса и более того — искали ключи к нему не там, где следовало бы. А главный вывод из новой работы оптимистичен: у людей есть все шансы научиться трюку амфибий.
Аксолотль, в частности показанный тут мексиканский, как и получающиеся из них взрослые амбистомы, нередко встречается в аквариумах. Этих земноводных разводят во многих странах (фотографии wikipedia.org, Grzegorz Z., Dot Stasny, Andrew Little, chinabreed.com, patries71/flickr.com).Новые уроки отращивания конечностей преподал учёным мексиканский аксолотль (Ambystoma mexicanum). Это создание — один из самых выдающихся примеров самовосстановления в животном мире.
Что там хвост, как у некоторых ящериц: аксолотль успешно отращивает новую полностью функциональную лапку, взамен отсечённой, скрупулёзно воссоздавая все косточки, все мускулы, кожу, сосуды, нервные волокна... На это уходит лишь три недели. Повреждённые лёгкие или спинной мозг также у данных саламандр (да и у ряда других), реконструируются замечательно. И шрамов не остаётся. Вот бы и нам так.
Давно известно, что начинается восстановление органа с появления бластемы — похожего на опухоль скопления клеток, которые затем размножаются и превращаются в различные ткани. Эти новые клетки порождаются обычными клетками на месте повреждения, но при этом клетки бластемы — недифференцированные. Однако они каким-то образом узнают, во что им потом превращаться. Так что вместо утраченной ноги никоим образом не может появиться хвост. Эта система управления — настоящая загадка, завесу тайны над которой приподняли новые опыты.
Общая схема экспериментов: трансгенное животное синтезирует флуоресцентный белок во всех своих тканях. Интересующий учёных конкретный тип клеток от этого экземпляра пересаживают обычному животному, у которого затем отрезают конечность. После прохождения стадии бластемы конечность отращивается заново, а флуоресцирующие маркеры позволяют точно установить – в какой тип клеток превратились пересаженные "пришельцы" (фото Martin Kragl et.al.).Ранее биологи предполагали, что клетки бластемы — плюрипотентные, то есть каждая из них может стать клеткой кожи, мышечной ткани и так далее, давая начало росту той или иной ткани. Группа исследователей из Германии и США, опубликовавшая статью в Nature, показала — это представление ошибочно
Клетки бластемы — не идентичны, хотя ещё и не являются клетками тех или иных тканей. Но они помнят — от каких клеток произошли и таким образом бывшие клетки мышечной ткани производят только мышцы, клетки нервных волокон — новые нервы, клетки кожи — кожу и так далее (за редкими исключениями, о них — чуть ниже).
Исследователи также обнаружили, что некоторые клетки, помнят не только свою идентичность, но и положение в организме. Клетки хряща, например, помнят, что ранее они образовывали плечо, или нижнюю часть конечности, и мигрируют туда же в новом органе, в то время как все клетки Шванна без разбора просто перемещаются в любое место, где они нужны.
Танака говорит, что эта работа спровоцирует крупный сдвиг в мышлении о требованиях к регенерации. Объясняя, почему саламандры могут восстанавливать конечности, а люди нет, она поясняет: "Гипотеза заключалась в том, что саламандры могут сильно изменять идентичность клеток".
Но на самом деле, их клетки никогда не утрачивают своей "самобытности", — следует из новых экспериментов, — напротив, саламандры, как представляется, используют "ограниченные" в своих возможностях стволовые клетки от конкретных тканей, способные генерировать лишь определённую часть новой конечности.
Регенерированная конечность саламандры. Клетки Шванна флуоресцируют зелёным, показывая, что они окружают нервы (красный цвет). В других клетках (синий), этого зёлёного белка не наблюдается, а значит шванновские клетки не превращаются в клетки других типов (фото D. Knapp/E. Tanaka).Танака указывает на то, что люди также обладают стволовыми клетками конкретных тканей, которые заменяют соответствующие виды тканей. Только у нас такое заживление идёт медленно. "Саламандры не делают что-то намного более сложное, чем способны делать стволовые клетки человека", — радуется исследовательница.
А значит, подталкивание человеческих клеток к регенерации, возможно, не потребует столь радикального шага, как превращение клеток в плюрипотентные, чем наперебой занимаются во многих университетах и институтах, демонстрируя порой потрясающие результаты.
(Источник: Мембрана и Drive.ru)
