Регенерация конечностей. Нужный ген найден
В организме человека найдены гены, аналогичные тем, что отвечают у животных за регенерацию органов и тканей.
Это открытие сделали ученые из Университета Дьюка (Северная Каролина, США). Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
Сегодня способностью отращивать новые конечности взамен утраченных обладают, например, ящерицы или рыбки данио. Эта функция была сохранена ими в течение миллионов лет эволюции.
В частности, рыбки данио могут после травм не только отращивать новые плавники, но и «ремонтировать» сердце.
Человек же, тоже произошедший от древних простейших существ, в ходе эволюции эту способность утратил. Пытаясь понять, что именно было утеряно, исследователи составили полный список генов, которые позволяют регенерирующим животным отращивать отрезанный хвост или восстанавливать поврежденные ткани.
И оказалось, что их аналоги до сих пор присутствуют в геноме человека. Основное различие же состоит в том, что у нас они располагаются не в той последовательности и поэтому неактивны, пишет РГ.
Ученые начали с поиска генов, участвующих в процессе регенерации плавников и сердца у данио. Соответствующие регуляторные последовательности назвали "усиливающими элементами регенерации тканей" (tissue regeneration enhancer elements, TREEs). Они могут включать гены в местах травм и даже изменить способность животных к регенерации.
Исследователи обнаружили, что у рыбок с ампутированными плавниками или травмированным сердцем был "включен" ген под названием лептин Б. Тогда биологи перебрали 150 тысяч пар в последовательности азотных оснований ДНК, окружающих лептин Б, и определили 7 тысяч пар оснований, которые можно отнести к TREEs. Затем они отсекали усиливающие элементы, пока не получили самую короткую и достаточную последовательность ДНК.
В процессе обнаружилось, что найденный элемент может быть разделен на две части: одна отвечает за регенерацию клеток сердца, а другая - за восстановление плавника. В результате были созданы трансгенные данио, у которых функция регенерации этих органов оказалась повышенной.
Следующим шагом ученые проверили, могут ли TREEs произвести аналогичный эффект в организме млекопитающих, в частности у мышей. Выяснилось, что заимствование этих элементов из генома данио действительно может активировать экспрессию регенеративных генов в травмированных лапах и сердце трансгенных мышей.
Правда, для восстановления органов этого пока недостаточно. Но ученые уверены, что на эти механизмы можно воздействовать. Они могут быть объединены с технологией геном-редактирования для повышения способности млекопитающих, в том числе - людей, к ремонту и выращиванию поврежденных или отсутствующих частей тела.
«Мы хотим знать, как происходит регенерация, чтобы помочь людям реализовать весь свой потенциал, - заявил руководитель исследования, профессор цитологии из Университета Дьюка Кеннет Посс. - Наше исследование указывает на путь, который потенциально позволит пробуждать гены, ответственные за регенерацию».
Сейчас, конечно, возможность отрастить новую ногу взамен утраченной кажется абсолютной фантастикой. Но примерно такой же фантастикой сто лет назад казалась возможность успешной пересадки сердца.
Ну, как-то так.
Это открытие сделали ученые из Университета Дьюка (Северная Каролина, США). Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
Сегодня способностью отращивать новые конечности взамен утраченных обладают, например, ящерицы или рыбки данио. Эта функция была сохранена ими в течение миллионов лет эволюции.
В частности, рыбки данио могут после травм не только отращивать новые плавники, но и «ремонтировать» сердце.
Человек же, тоже произошедший от древних простейших существ, в ходе эволюции эту способность утратил. Пытаясь понять, что именно было утеряно, исследователи составили полный список генов, которые позволяют регенерирующим животным отращивать отрезанный хвост или восстанавливать поврежденные ткани.
И оказалось, что их аналоги до сих пор присутствуют в геноме человека. Основное различие же состоит в том, что у нас они располагаются не в той последовательности и поэтому неактивны, пишет РГ.
Ученые начали с поиска генов, участвующих в процессе регенерации плавников и сердца у данио. Соответствующие регуляторные последовательности назвали "усиливающими элементами регенерации тканей" (tissue regeneration enhancer elements, TREEs). Они могут включать гены в местах травм и даже изменить способность животных к регенерации.
Исследователи обнаружили, что у рыбок с ампутированными плавниками или травмированным сердцем был "включен" ген под названием лептин Б. Тогда биологи перебрали 150 тысяч пар в последовательности азотных оснований ДНК, окружающих лептин Б, и определили 7 тысяч пар оснований, которые можно отнести к TREEs. Затем они отсекали усиливающие элементы, пока не получили самую короткую и достаточную последовательность ДНК.
В процессе обнаружилось, что найденный элемент может быть разделен на две части: одна отвечает за регенерацию клеток сердца, а другая - за восстановление плавника. В результате были созданы трансгенные данио, у которых функция регенерации этих органов оказалась повышенной.
Следующим шагом ученые проверили, могут ли TREEs произвести аналогичный эффект в организме млекопитающих, в частности у мышей. Выяснилось, что заимствование этих элементов из генома данио действительно может активировать экспрессию регенеративных генов в травмированных лапах и сердце трансгенных мышей.
Правда, для восстановления органов этого пока недостаточно. Но ученые уверены, что на эти механизмы можно воздействовать. Они могут быть объединены с технологией геном-редактирования для повышения способности млекопитающих, в том числе - людей, к ремонту и выращиванию поврежденных или отсутствующих частей тела.
«Мы хотим знать, как происходит регенерация, чтобы помочь людям реализовать весь свой потенциал, - заявил руководитель исследования, профессор цитологии из Университета Дьюка Кеннет Посс. - Наше исследование указывает на путь, который потенциально позволит пробуждать гены, ответственные за регенерацию».
Сейчас, конечно, возможность отрастить новую ногу взамен утраченной кажется абсолютной фантастикой. Но примерно такой же фантастикой сто лет назад казалась возможность успешной пересадки сердца.
Ну, как-то так.