Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Биологи раскрыли секреты рождения "двуглавых" червей

© Двуглавые черви, выращенные ученымиДвуглавые черви, выращенные учеными
Двуглавые черви, выращенные учеными
МОСКВА, 6 мар – РИА Новости. Ученые из США раскрыли генетические механизмы, объясняющие то, почему блокировка электрических сигналов в теле плоских червей иногда ведет к тому, что у них вырастает лишняя голова вместо хвоста. Их изучение поможет вернуть людям способность к регенерации конечностей, говорится в статье, опубликованной в Biophysical Journal.
"Решение большинства проблем в медицине связано с тем, насколько хорошо мы понимаем то, как клетки взаимодействуют друг с другом, формируя конкретные органы или ткани. Если мы поймем, как можно манипулировать этими процессами, мы сможем бороться с врожденными уродствами, раком, дегенерацией и старением", — заявил Майкл Левин (Michael Levin) из университета Тафтс (США).
В последние годы ученые находят все больше свидетельств того, что устройство тела человека и других живых существ, а также особенности их поведения, задаются не только генами, но и тем, как "упакована" их ДНК и множеством других факторов, не связанных с передачей генетической информации.
Три года назад Левин и его коллеги выяснили, что процессом регенерации головы у червей-планарий управляют не только гены, но и электрические сигналы, которыми обмениваются клетки этих беспозвоночных при отращивании утерянного хвоста или передней части тела.
Человек прикладывает лист подорожника к ноге
Медики из США создали гель, ускоряющий заживление ран
Изучая этот процесс, команда Левина научилась заставлять червей отращивать "чужие" головы с совершенно иной архитектурой мозга, используя электрические сигналы, записанные при наблюдениях за ростом головы иных видов планарий.
Впоследствии ученые попытались пойти дальше и решили вырастить червя, имеющего две головы и ни одного хвоста. Год назад им удалось решить эту задачу, разрезав несколько десятков планарий на три части, отделив их головы и хвосты, и обработав эти "обрубки" спиртом октанолом, блокирующим передачу электрических сигналов между клетками.
Успешное завершение этих опытов, как отмечает Левин, заставило его задуматься о том, что играет в этом процессе первоочередную роль – электрические сигналы или гены. Вполне возможно, что первые могут не дирижировать регенерацией, а просто отражать изменения в активности тех участков ДНК, которые отвечают за восстановления потерянного хвоста или головы.
Для ответа на этот вопрос ученые провели еще одну серию подобных экспериментов. Они разрезали несколько планарий на части и проследили за тем, как менялся уровень активности определенных генов, связанных с "программами" роста хвоста и головы, в первые часы после операции. Параллельно они наблюдали за флуктуациями в электрическом потенциале клеток, расположенных на краю раны.
Как оказалось, различия в напряжении на мембранах клеток в разных частях раны появились задолго до того, как поменялся уровень активности генов Wnt, notum и прочих участков ДНК, непосредственно отвечающих за формирование новых органов и конечностей. Это говорит о том, что именно электрические сигналы "дирижировали" генами, а не наоборот.
Дополнительным подтверждением этой гипотезы служит и то, что двуглавые черви появлялись после разрезания их "предка" на части даже в том случае, если ученые обрабатывали их спиртом за неделю до того, как проходила операция. Эта процедура, по словам исследователей, поменяла электрический потенциал тела планарии и "запрограммировала" ее на формирование второй головы при появлении серьезных повреждений.
Червь с двумя головами (сверху), выращенный американскими биологами
Американские биологи вырастили первого "двуглавого червя"
Используя данные этих наблюдений, ученые создали компьютерную модель регенерации, которая очень точно предсказывает вероятность появления "лишней" головы или хвоста и описывает сам процесс их роста, опираясь на текущее состояние "электрической памяти" тела червя, как назвали это свойство Левин и его коллеги.
Эта виртуальная модель помогла биологам научиться управлять работой генов регенерации и вырастить новых причудливых червей, обладающих "хвосто-головами" необычно малых или крупных размеров и похожих по форме на привидений. Как надеются ученые, последующие опыты с электрическими свойствами клеток позволят им вернуть человеку способность к регенерации в будущем.
Рекомендуем
РИА
Новости
Лента
новостей
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала