Как медузы отращивают щупальца за 2-3 дня: секрет регенерации

Представьте себе медузку Cladonema — размером с ваш ноготь. Её щупальце, потерянное в схватке, полностью восстанавливается за 2–3 дня. Как? Ключ ко всей регенерации у животных — от саламандр до насекомых — это бластема. Проще говоря, это временная «стройплощадка» из неспециализированных клеток, которые потом превратятся в нужные ткани и органы.

Медузы, кораллы и актинии славятся умением отращивать утраченное. Но как именно они организуют эту самую бластему — долгое время оставалось загадкой. Пока японские учёные не заглянули в самый эпицентр регенерации.

И они нашли там особый отряд клеток. Это не обычные стволовые клетки, а так называемые «стволоподобные пролиферативные клетки». Они активно размножаются, но ещё не решили, кем хотят стать. И появляются они строго по сигналу бедствия — в месте ампутации, чтобы заложить фундамент новой конечности.

«Важно вот что: эти «ремонтные» пролиферативные клетки в бластеме — не то же самое, что резидентные стволовые клетки, которые постоянно живут в щупальце, — поясняет соавтор исследования Юичиро Накадзима. — Клетки из «аварийного отряда» в основном нужны, чтобы быстро сформировать эпителий — наружный слой нового щупальца».

Если провести аналогию с городом, то резидентные стволовые клетки — это коммунальные службы, которые ежедневно поддерживают жизнь в районе. А пролиферативные клетки — это спецназ, который срочно выезжает на место крупной аварии. Они появляются только при серьёзном повреждении.

«Работая в паре, постоянные «жители» и «спецназ» обеспечивают невероятно быструю регенерацию функционального щупальца за считанные дни, — говорит Накадзима. — А ведь щупальца для медузы — это и оружие, и инструмент для еды. Терять их надолго просто нельзя».

Соавтор работы Сосуке Фудзита добавляет, что это открытие помогает понять, как формирование бластемы эволюционировало у разных ветвей животного мира. Не правда ли, удивительно, что у существ, разделённых сотнями миллионов лет эволюции, стратегии восстановления могут быть так похожи?

От медуз до саламандр: универсальный принцип регенерации

«Наша цель была — изучить сам механизм сборки бластемы, — рассказывает Фудзита. — Мы взяли для модели медузу Cladonema, чьи эмбрионы не формируют классическую двустороннюю симметрию (левую и правую сторону). Это даёт нам уникальный эволюционный ракурс».

Взгляните на саламандру — типичное двустороннее животное, способное отрастить лапу. В её конечностях тоже есть специализированные стволовые клетки, которые ведут себя очень похоже на тот самый «клеточный спецназ» у медуз. Природа, кажется, нашла удачный паттерн и использует его снова и снова.

Правда, главная интрига остаётся: а откуда именно берутся эти удивительные «ремонтные» клетки? Учёные признаются: современных инструментов пока не хватает, чтобы проследить их происхождение от истока.

«Следующий шаг — разработать генетические инструменты, которые позволят отслеживать и управлять конкретными клеточными линиями у Cladonema, — делится планами Накадзима. — В конечном счёте, если мы поймём, как работает бластема у таких животных, мы сможем выявить те клеточные и молекулярные компоненты, которых так не хватает нашему виду. И кто знает, возможно, однажды это знание подарит и нам, людям, шанс на настоящую регенерацию».