Meduzy regenerują utracone macki i teraz wiemy, jak to zrobić

Mityczna Hydra mogła być w stanie odrosnąć jedną ze swoich licznych głów za każdym razem, gdy została odcięta, ale istnieją rzeczywiste stworzenia zdolne do regeneracji części ciała odgryzionych przez głodne drapieżniki. Meduza jest jedną z nich.

Od salamandrów, przez rozgwiazdy, aż po prawdziwe hydry (mały hydrozoan nazwany na cześć przerażającej mitycznej bestii), wszystkie zwierzęta zdolne do regeneracji rozpoczynają proces naprawy poprzez utworzenie blastemy. Ta grupa proliferujących komórek, które przypominają komórki macierzyste, może ponownie zasiedlać części ciała poprzez wielokrotne podziały. Chociaż komórki są początkowo nadal niezróżnicowane, ostatecznie tworzą określone typy komórek, takie jak mięśnie i skóra.

Proces powstawania blastemy badano u innych zwierząt, ale sposób, w jaki tworzy się on u meduz, pozostaje tajemnicą. Zespół kierowany przez badacza ze stopniem doktora Sousuke Fujitę z Uniwersytetu Tokijskiego i Uniwersytetu Tohoku w Japonii chciał ustalić podstawy regeneracji niebinarnej, odkrywając, w jaki sposób blastema pomaga w odrastaniu macek meduz. Czy proces powstawania blastemy będzie inny niż u osób biseksualnych?

„W szczególności obecne zrozumienie powstawania blastemów opiera się w dużej mierze na modelach binarnych, w związku z czym mechanizmy powstawania pozablastemów pozostają słabo poznane” – stwierdzili naukowcy w opublikowanym artykule. Zostań Został on niedawno opublikowany w PLOS Biology.

Proces regeneracji meduz pozostaje tajemnicą. Japoński zespół wreszcie ma nowe spojrzenie na ten proces u meduz Cladonema pacificum. Odkryli, że proliferujące komórki tworzące blastemę pojawiają się dopiero w przypadku uszkodzenia i nie są tym samym, co komórki macierzyste in situ znajdujące się u podstawy macek. Ale oba typy komórek współpracują, aby naprawić i odbudować odcięte macki.

Ręka i noga

Meduzy to parzydełko, gromada bezkręgowców o miękkich ciałach. Cnidarianie Należą do nich także koralowce, hydry i ukwiały, z których wszystkie mają kłujące macki. W przeciwieństwie do organizmów dwustronnych, takich jak salamandry (i ludzie), które mają dwustronną symetrię (tj. symetryczną prawą i lewą stronę), parzydełkowe mają promienistą symetrię ciała, przy czym sekcje ciała rozciągają się od środka i są symetryczne na całej długości. Nie mają prawej, lewej, przodu ani tyłu.

Ponieważ meduzy polegają na swoich mackach, aby złapać i unieruchomić ofiarę, potrzebują utraconych macek, aby jak najszybciej odrosnąć. Kiedy pazury Cladonema Jeśli zostanie przecięty, pozostawiając podstawę lub opuszkę na miejscu, rana w miejscu cięcia zagoi się całkowicie w czasie krótszym niż 24 godziny. Wybuchy powstają natychmiast po zagojeniu; Potem zaczęły rosnąć nowe macki.

Im bardziej rosną, tym więcej jest komórek nitkowatych lub komórek parzących. To zasugerowało Fujicie i jego zespołowi, że proces regeneracji zachodzi niezależnie od tego, czy meduza niedawno jadła, czy nie, ponieważ jej organizm automatycznie priorytetowo traktuje odrastanie macek w celu złapania pożywienia.

Ciągle rosną

Kiedy tworzy się blastema, większość proliferacji komórek następuje w kierunku regenerującego się wierzchołka nowej macki. Później w blastemie odkryto trzy typy zróżnicowanych komórek. Są to komórki nabłonkowe tworzące wewnętrzne warstwy macki. komórki i, które pomagają meduzie wyczuwać pokarm i radzić sobie z nim; Komórki nitkowate kłują. Komórki niezróżnicowane wykazywały tendencję do przekształcania się w komórki nabłonkowe, ponieważ są to komórki najpowszechniejsze w w pełni rozwiniętych mackach.

Większość komórek tworzących blastemę nie jest komórkami macierzystymi z cebulki, które migrują na jej końcówkę. Jednak komórki macierzyste cebuli mają jeszcze coś do zrobienia. Zespół uważa, że ​​komórki pomagają nowo utworzonej macce wyrosnąć na zewnątrz od podstawy, zwiększając jej długość, podczas gdy proliferujące komórki wydłużają ją od wierzchołka. Usunięcie komórek macierzystych u podstawy może również opóźnić powstawanie blastemy o tydzień lub dwa.

Ogólnie wykazano, że powstawanie blastemy u meduz jest bardzo podobne do tego, co obserwuje się u deuterowanych robaków zdolnych do regeneracji. Jednak nadal nie jest jasne, jak i gdzie powstają komórki rozrodcze. Naukowcy uważają, że możliwe jest, że komórki te pochodzą z już zróżnicowanych komórek, które różnicują się, tworząc blastemę. Przykłady niezróżnicowanych komórek tworzących blastemę zaobserwowano u rozgwiazd i karaluchów.

Czy ludzie mogliby się regenerować? mogło się zdarzyć. Niektóre eksperymenty na zwierzętach, które nie regenerują się w sposób naturalny, skutecznie stymulowały odrost tkanek. W miarę lepszego poznania mechanizmów stojących za tym zjawiskiem być może pewnego dnia zostaną opracowane metody leczenia ludzi wykorzystujące procesy regeneracyjne, ale na razie pozostaje to w sferze science fiction.

PLOS Biologia, 2023. DOI: 10.1371/journal.pbio.3002435