Image by Darwin Laganzon from Pixabay
Ludzie mogą pewnego dnia mieć możliwość regeneracji kończyn po tym, jak naukowcy z Uniwersytetu Harvarda odkryli przełącznik DNA, który kontroluje geny do regeneracji całego ciała.
Niektóre zwierzęta mogą osiągnąć niezwykłe rzeczy w regeneracji np. salamandry, którym odrastają tylne nogi lub gekony, które mogą zrzucić ogony, aby uciec przed drapieżnikami, a następnie uformować nowe w zaledwie dwa miesiące.
Płazińce, meduzy i ukwiały morskie idą jeszcze dalej i faktycznie regenerują całe ciało po przecięciu na pół.
Naukowcy odkryli, że w robakach część niekodującego lub "śmieciowego" DNA kontroluje aktywację "głównego genu kontrolnego" zwanego Wczesną Reakcją Wzrostu (EGR), który działa jak wyłącznik zasilania, włączając lub wyłączając regenerację.
"Byliśmy w stanie zmniejszyć aktywność tego genu i odkryliśmy, że jeśli nie masz EGR, nic się nie dzieje", powiedział dr Mansi Srivastava, adiunkt biologii organicznej i ewolucyjnej na Uniwersytecie Harvarda.
"Zwierzęta po prostu nie mogą się zregenerować. Wszystkie następne potrzebne geny nie włączą się, więc pozostałe przełączniki nie działają, a cały dom pozostaje w zasadzie ciemny".
Badania przeprowadzono na "three-banded panther worms". Naukowcy odkryli, że podczas regeneracji szczelnie zapakowane DNA w ich komórkach zaczyna się rozwijać, pozwalając aktywować nowe obszary.
Ale co najważniejsze, ludzie również przenoszą EGR i produkują go, gdy komórki są zestresowane i wymagają naprawy, jednak nie wydaje się, aby powodował on regenerację na dużą skalę.
Naukowcy uważają teraz, że to główny gen jest połączony inaczej u ludzi, niż u zwierząt i próbują teraz znaleźć sposób na takie dostosowanie jego cech, aby uzyskać jego regenerujące własności.
Doktor Andrew Gehrke z Harvardu uważa, że odpowiedź leży w obszarze niekodowania DNA kontrolującego gen. Niekodujący lub śmieciowy DNA był kiedyś uważany za bezczynny, ale w ostatnich latach naukowcy zdali sobie sprawę, że ma jednak duży wpływ.
"Tylko około dwa procent genomu wytwarza rzeczy podobne do białek", dodał Gehrke. "Chcieliśmy wiedzieć co robi pozostałe 98 procent genomu podczas regeneracji całego ciała?
"Myślę, że po prostu dotknęliśmy tylko powierzchni. Przyglądaliśmy się niektórym z tych przełączników, ale jest jeszcze jeden aspekt tego, jak genom oddziałuje na większą skalę, a wszystko to jest ważne dla włączania i wyłączania genów".
Zwierzęta morskie, takie jak meduza księżycowa, są mistrzami regeneracji. Odkryto również, że niektóre z nich klonowały się po śmierci.
W 2016 roku japoński naukowiec oznajmił, że trzy miesiące po śmierci swojej meduzy, z jej rozłożonego ciała wyrósł polip przypominający ukwiał morski, który następnie zadziwiająco "odstarzał się", powracając do stanu młodszego osobnika.
W latach 90-tych XX wieku naukowcy we Włoszech odkryli, że meduza Turritopsis dohrnii zmienia się z dziecka w dorosłego i na odwrót , w wyniku czego powstał jej przydomek - nieśmiertelna meduza.
Dr Srivastava dodał: "Pytanie brzmi: Jeśli człowiek może włączyć EGR i nie tylko włączyć, ale zrobić to, gdy nasze komórki są uszkodzone, dlaczego nie możemy się zregenerować w całości?".
"To bardzo naturalne pytanie, spojrzeć na świat przyrody i pomyśleć, że jeśli gekon może to zrobić, dlaczego nie mogę ja?
"Odpowiedź może być taka, że jeśli EGR jest wyłącznikiem zasilania, to uważamy, że okablowanie jest inne. To, z czym EGR rozmawia w ludzkich komórkach, może być inne niż to, z czym rozmawia się w robaku 'three-banded panther worm'".
Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Science.