Американские ученые обнаружили регуляторы регенерации

Если проследить наш эволюционный путь до самого начала, то там есть наш общий предок с удивительной способностью регенерировать утраченные части тела.

Удачливые потомки этого существа, в том числе современные ящерицы или рыбы данио, все еще способны на такие чудеса, в отличие от людей. Исследователи решили разобраться в этом и составить список генов, которые позволяют регенерирующим животным отращивать утерянный хвост или восстанавливать поврежденные ткани.

Удивительно, но они обнаружили, что гены, имеющие важное значение для регенерации у этих животных имеют аналоги в организме человека. Основное различие заключается не в самих генах, а в последовательности, которая регулирует, как эти гены активируются во время травмы. Присутствие этих регуляторных последовательностей исследовалось у рыбы данио, излюбленной модели исследований регенерации.

Названные «усиливающими элементами регенерации тканей», эти последовательности могут включать гены в местах травм. На них можно воздействовать, чтобы изменить способность животных к регенерации. Ученые решили узнать, как происходит регенерация, чтобы помочь людям реализовать весь свой регенеративный потенциал.

Кеннет Д. Посс, автор исследования и профессор клеточной биологии в Медицинской школе университета Дьюка, сообщил, что данное исследование указывает на пути, который могли бы потенциально пробуждать гены, ответственные за регенерацию, которые есть у всех людей. За последнее десятилетие выявлены десятки генов регенерации в организме данио, мух и мышей. Но регуляторные элементы, которые активируют эти гены при повреждении ткани, а затем выключают их, не были изучены.

В этом исследовании доктор Посс и его коллеги хотели определить, действительно ли существуют такие важные участки ДНК, и если да, то точно определить их местоположение. Известно, что есть последовательности, называемые «усиливающие элементы», контролирующие деление у развивающегося эмбриона. Но не было ясно, используются ли эти элементы для регуляции регенерации.

Чжунсу Кан, постдокторант в лаборатории Посс, искал гены, участвующие в процессе регенерации плавников и сердца у данио. Он обнаружил, что ген под названием лептин был включен у рыбы с ампутированными плавниками или травмированным сердцем. Затем он вырезал усиливающие элементы вплоть до самой короткой требуемой последовательности ДНК.

В процессе, Кан обнаружил, что элемент может быть разделен на две части. Эти последовательности двух генов регенерации были использованы для создания трансгенного данио, чьи плавники и сердца имели высокие регенеративные реакции после травмы. Исследователи проверили, действительно ли эти «усиливающие элементы регенерации тканей» могли иметь аналогичный эффект в системах млекопитающих.

Доктор Посс говорит, что это только начало работы, но теперь есть обнадеживающее доказательство концепции, что на эти элементы можно воздействовать у млекопитающих. 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.