Как да отглеждаме нов крак Попитайте аксолотла!
Мембрана от Wired Sciences and Technology Review
Какъв обрат. Всичко се оказа напълно различно от това, което учените са мислили преди. Дългосрочните проучвания на саламандри - шампиони по регенерация на тъканите - преминаха важна характеристика на регенеративния процес и освен това потърсиха улики за това на грешното място. И основният извод от новата работа е оптимистичен: хората имат всички шансове да научат трика на земноводните.
Мексиканският аксолотл (Ambystoma mexicanum) преподава на учените нови уроци по отглеждане на крайници. Това творение е един от най-забележителните примери за самолечение в животинското царство.
Че има опашка, като някои гущери: аксолотлът успешно отглежда нова напълно функционална лапа, вместо срязаната, скрупулозно пресъздава всички кости, всички мускули, кожа, кръвоносни съдове и нервни влакна. Отнема само три седмици. Увредените бели дробове или гръбначния мозък също са забележително реконструирани в тези саламандри (и в редица други). И няма белези. За нас това би било така.
Отдавна е известно, че възстановяването на орган започва с появата на бластема - тумороподобно натрупване на клетки, които след това се размножават и се превръщат в различни тъкани. Тези нови клетки се генерират от нормални клетки на мястото на нараняване, но бластема клетките са недиференцирани. Те обаче по някакъв начин се научават в какво да се превърнат по-късно. Така че вместо изгубен крак, опашка не може да се появи по никакъв начин. Тази система за контрол е истинска загадка, завесата на тайната над която е повдигната от нови експерименти.
Обща експериментална схема: трансгенно животно синтезира флуоресцентен протеин във всичките си тъкани. Специфичният тип клетки, представляващи интерес за учените от този образец, се трансплантира на обикновено животно, от което след това се отрязва крайник. След преминаване през етапа на бластема, възстановяването на крайника и флуоресцентните маркери ни позволяват да установим точно в какъв тип клетки са се превърнали трансплантираните "извънземни" (снимка Martin Kragl et.al.).
За да разберат тънкостите на регенерацията, учените въведоха ген, отговорен за синтеза на зелен флуоресцентен протеин (известния "Нобелов GFP", толкова важен за подводните организми) в аксолотлите.
Освен това биолозите взеха една или друга клетка от трансгенни животни и ги запознаха с немодифицирани саламандри в областта на бъдещи наранявания. И тъй като генетичната информация за GFP се запазва във всички клетки - потомците на заетите клетки, тяхното положение в тялото, включително в новоизрастналия орган, може да бъде проследено с висока точност.
Така беше разкрита невероятна тайна. Клетките на бластема не са идентични, въпреки че все още не са клетки на определени тъкани. Но те си спомнят - от кои клетки произхождат и по този начин бившите клетки на мускулната тъкан произвеждат само мускули, клетки от нервни влакна - нови нерви, кожни клетки - кожа и така нататък (с редки изключения, за тях - точно по-долу).