Poznano tajemnicę zdolności regeneracyjnych kijanek
Naukowcy zidentyfikowali gen, który reguluje rozwój mózgu i regenerację amputowanych kończyn w kijankach żab. Zablokowanie go doprowadziło do utraty tych zdolności. To rzuca nowe światło na nasze zrozumienie procesów regeneracyjnych.
Uczeni uważają, że regeneracja kończyn u zwierząt ciepłokrwistych - takich jak ludzie - mogła zostać utracona podczas ewolucji w wyniku zmian aktywności genu c-Answer.
- Przypuszczamy, że geny mogą znikać tylko wtedy, gdy ich usunięcie przyniesie korzyść zwierzęciu. Sugerujemy więc, że kiedy gen ten zniknął z gatunków ciepłokrwistych, nastąpiło to w wyniku mutacji, działając jako kompromis dla utraty regeneracji wyrostka robaczkowego - powiedziała Daria Korotkova, główna autorka badań.
Aby tego dowieść, zastosowano algorytm komputerowy o nazwie ClusterZSL do przeszukania DNA afrykańskich platan szponiastych (Xenopus laevis), płazów bezogonowych zamieszkujących środkową i południową Afrykę. Celem było namierzenie genu odpowiedzialnego za regenerację poprzez porównanie sekwencji genetycznych z ciepłokrwistymi stworzeniami, takimi jak pisklęta. Okazało się, że osiem zidentyfikowanych genów nie było obecnych w genomach ciepłokrwistych kręgowców. Szczególnie interesujący był jeden z nich - c-Answer - unikalny dla gatunków zimnokrwistych, kodujący jedno z białek błonowych.
Następnie za pomocą techniki CRISPR/Cas9 zablokowano aktywność genu c-Answer u kijanek, a następnie amputowano im ogony i zalążki kończyn. Kijanki nadal były w stanie przejść w stadium żaby, ale nie były w stanie zregenerować utraconych kończyn.
- C-Answer moduluje co najmniej dwa ważne szlaki molekularne, które są wspólne dla wszystkich kręgowców. Utrata tego genu drogą ewolucji może zmieniać funkcjonowanie tych ścieżek i prowadzić do poważnych przemian fizjologicznych - powiedział Andrey Zaraisky, współautor badań.
Co ciekawe, zablokowanie genu doprowadziło do rozwoju mniejszego mózgu i mniejszych oczu. To zaskakujące odkrycie, które wskazuje, że c-Answer może odgrywać ważną rolę w procesach rozwoju mózgu.
Zdolność zwierząt zimnokrwistych, takich jak ryby, płazy i gady, do regeneracji jest słabo poznana i nadal nie jesteśmy pewni, co za nią odpowiada. Wyniki potwierdzają, że znaczące zmiany ewolucyjne doprowadziły do utraty zdolności regeneracji dużych fragmentów ciała u zwierząt ciepłokrwistych.
