Jak stułbie regenerują głowy? Odkryto biologiczny mechanizm
Naukowcom udało się odkryć, jak stułbie odtwarzają własne głowy. To może przyczynić się do postępów w medycynie regeneracyjnej.
Stułbie to słodkowodne bezkręgowce, których komórki macierzyste - o ile nie zostaną doszczętnie zniszczone - mogą replikować się dosłownie w nieskończoność. Zwierzęta te nigdy nie umierają śmiercią naturalną. To sprawia, że stułbie są organizmami najbliższymi naszego rozumienia nieśmiertelności.
Stułbie mogą regenerować wszystkie części ciała, nawet głowę. Te niezwykłe cechy od dawna intrygują naukowców, ale mechanizmy za nimi stojące pozostawały niezbadane. Teraz jesteśmy krok bliżej od ich rozszyfrowania.
Genetyczne zagadki regeneracji
Stułbie to rodzaj zwierząt zaliczanych do typu parzydełkowców (Cnidaria) - należą do nich także meduzy czy ukwiały - żyjących w słodkowodnych środowiskach tropikalnych i umiarkowanych. Ich maleńkie, galaretowate ciała mają na jednym końcu macki, a na drugim stożkowatą stopę, która wydziela lepkie substancje służące do przylegania do powierzchni.
Na szczycie głowy stułbi, między pierścieniem macek, znajduje się tzw. hypostom - struktura pełniąca funkcje otworu gębowego. Głowę stułbi tworzy 50-300 komórek, które decydują, jaką formę powinny przyjąć komórki sąsiednie.
Jeżeli stułbia zostanie przecięta na dwie części, powstaną dwa organizmy z odtworzonymi brakującymi elementami. Naukowcy od dawna zastanawiają się, jak to jest możliwe. Zespół biologów z Uniwersytetu Kalifornijskiego pod kierownictwem dr Aide Macias-Munoz przyjrzał się genetyce stułbi, porównując ekspresję genów podczas regeneracji głowy i pączkowania (rodzaju rozmnażania).
- Jednym z ekscytujących odkryć tej pracy jest to, że programy regeneracji głowy i pączkowania u stułbi są zupełnie różne. Nawet jeśli rezultat jest taki sam, ekspresja genów jest znacznie bardziej zmienna podczas regeneracji. Dynamicznej ekspresji genów towarzyszy przebudowa chromatyny w miejscach, gdzie wiążą się czynniki transkrypcyjne rozwoju - powiedziała dr Macias-Munoz.
Naukowcy odkryli, że w procesach regeneracji chromatyna otwiera się, aby umożliwić komórkom wykorzystanie genów rozwojowych. Wiele z wykrytych 2870 regionów genomu jest używane podczas regeneracji głowy - zawierają one geny wzmacniacza, które stymulują regenerację i procesy rozwojowe. Oznacza to, że te mechanizmy istniały już 600 mln lat, kiedy to parzydełkowce oddzieliły się od grupy zwierząt o dwubocznej symetrii.
Namierzono także rodzinę genów zaangażowaną w regenerację głowy o nazwie Fos, która występuje u innych zwierząt, m.in. ryb, salamander, a nawet myszy.
