211service.com
Galūnių atkūrimo planas
Savaip aksoloto salamandra yra galingas žvėris. Nupjaukite jai koją, ir žiaunuotas padaras užaugins naują. Užšaldykite dalį jo širdies ir organas susiformuos iš naujo. Iškirpkite pusę jo smegenų, o po šešių mėnesių vietoje jos išdygs kita pusė. Galite padaryti bet ką, išskyrus nužudymą, ir jis atsinaujins, sako Geraldas Pao, Solko biologinių tyrimų instituto (La Jolla, CA) doktorantas.
Augančios galūnės: Aksolotlinė salamandra yra vienas iš vienintelių stuburinių gyvūnų, kuris suaugęs gali atauginti visas galūnes. Mokslininkai dabar sekvenuoja neįprastai didelio genomo dalis, kad suprastų šios galimybės genetinį pagrindą.
Ta nepaprasta regeneracijos galia įkvėpė Pao ir jo bendradarbį Wei Zhu, taip pat iš Salko instituto, ištirti aksoloto salamandros DNR. Nepaisant dešimtmečius trukusių salamandrų tyrimų, apie jos genomą žinoma mažai. Tai pradėjo keistis praėjusiais metais, kai Pao ir jo bendradarbiai laimėjo milijardo bazių vertės nemokamos sekos. Roche taikomieji mokslai , įsikūrusi Penzberge, Vokietijoje. Dabar, kai yra duomenų, mokslininkai pagaliau gali pradėti ieškoti genetinės programos, kuri suteikia gyvūnui unikalių galimybių.
Nors visi gyvūnai tam tikru mastu gali regeneruoti audinius – pavyzdžiui, galime užsiauginti raumenis, kaulus ir nervus – salamandros ir tritonai yra vieninteliai stuburiniai gyvūnai, kurie suaugę gali išauginti ištisus organus ir pakaitines galūnes. Kai kojos netenkama traumos, šalia žaizdos esančios ląstelės pradeda diferencijuotis ir praranda specifines savybes, dėl kurių jos tapo raumenų arba kaulo ląstelėmis. Tada šios ląstelės replikuojasi ir suformuoja galūnės pumpurą arba blastemą, kuri toliau augina galūnę taip pat, kaip susiformuoja normaliai vystantis.
Mokslininkai nustatė kai kuriuos molekulinius signalus, kurie atlieka pagrindinį vaidmenį šiame procese, tačiau genetinis planas, kuriuo grindžiamas regeneravimas, lieka nežinomas. Tyrėjai tikisi, kad atskleidę šias molekulines gudrybes jie galiausiai galės jas pritaikyti žmonėms, kad ataugintų pažeistą širdį ar smegenų audinį, o gal net išaugintų naujas galūnes.
Siekdami greitai nustatyti salamandros genomo dalis, susijusias su regeneracija, mokslininkai sekvenavo genus, kurie buvo labiausiai išreikšti galūnių pumpurų formavimosi ir augimo metu. Jie nustatė, kad regeneracijos metu buvo perrašyta mažiausiai 10 000 genų. Atrodo, kad maždaug 9 000 iš jų turi giminingų žmonių versijų, tačiau atrodo, kad dar keli tūkstančiai neprimena žinomų genų. Manome, kad daugelis iš jų yra genai, kurie unikaliai išsivystė salamandrose, kad padėtų šiam procesui, sako Randalas Vossas , Kentukio universiteto biologas, dirbantis su projektu.
Dabar mokslininkai planuoja sukurti genų lustą, skirtą kai kurių šių kandidatų genų lygiams aptikti, kad mokslininkai galėtų tiksliai nustatyti, kuriuo regeneracijos proceso metu genai yra įjungti. Komanda taip pat kuria molekulinius įrankius, leidžiančius nutildyti konkrečius genus, o tai leis jiems tiksliai nustatyti tuos, kurie yra labai svarbūs tinkamam atgimimui.
Mokslininkai taip pat sekvenavo atsitiktinius salamandros genomo gabalus. Maždaug 30 milijardų bazių ir 10 kartų didesnis už žmogaus genomą, jis yra vienas didžiausių tarp stuburinių. Dauguma mokslininkų tikėjosi, kad papildoma DNR bus sudaryta iš nepageidaujamos DNR, ilgų bazių ruožų tarp genų. Tačiau pradinės išvados nustebino. Voss teigia, kad genai yra vidutiniškai 5–10 kartų didesni nei kitų stuburinių gyvūnų. Apskaičiuota, kad genomo, kuriame yra genų, sritis yra daugiau nei dvi gigabazės, o tai yra tiek pat, kiek kai kurie ištisi genomai.
Papildomos DNR sekos yra genuose ir iškerpamos perkeliant iš geno į baltymą. Didžiąją šios DNR dalį sudaro pasikartojančios sekos, kurių iki šiol nerasta jokiuose kituose organizmuose, sako Pao. Tačiau dar neaišku, ar šie pasikartojantys tempimai padeda palengvinti regeneraciją, ar atlieka kokį nors kitą vaidmenį salamandros gyvavimo cikle.
Vienas iš pagrindinių klausimų, į kuriuos dar reikia atsakyti, yra tai, ar salamandra turi unikalių genetinių savybių, kurios leidžia atsinaujinti, ar visi gyvūnai turi tokį įgimtą gebėjimą. Jei sugalvotume kokį nors visiškai unikalų geną, esantį tik aksolotlyje, būtų tikrai sunku jį replikuoti, sako Davidas Gardineris , Kalifornijos universiteto Irvine biologas, kuris taip pat bendradarbiauja projekte. Jis mieliau galvoja, kad regeneracija kyla iš pagrindinių žinduolių gebėjimų, kuriuos būtų galima pažadinti naudojant tam tikrą paprastą genetinį impulsą. Dauguma mūsų rankos audinių atsinaujina; tai tik ranka, kuri neatsinaujina, sako jis. Trūksta to, kaip koordinuojate atsakymą, kad gautumėte integruotą struktūrą.