Крошечный пресноводный полип гидра известен своей удивительной способностью к регенерации: если животное разрезать пополам, каждая часть сможет восстановить голову с ртом и щупальцами либо ногу, которой организм прикрепляется к поверхностям.
В отличие от прочих организмов, обладающих способностями к регенерации, гидра восстанавливается не за счет создания большого количества новых клеток, а благодаря перестройке имеющихся тканей. Новое исследование группы ученых Института Фридриха Мишера, возглавляемое Харисиосом Циайрисом, освещает механизм этого процесса на клеточном уровне.
Специалисты отслеживали процесс регенерации гидр, оценивая активность генов в отдельных клетках на протяжении нескольких дней. Была обнаружена неожиданная закономерность: клетки сначала становились похожими на соседние отсутствующие части тела, и лишь затем начинали развивать паттерны генной активности более удаленных структур — головы, щупалец или ноги.
Исследование также показало, что Wnt-сигнализация — одна из молекулярных систем, которую клетки применяют для организации тела, в процессе регенерации претерпевает изменения. Вместо того чтобы отправлять единую команду от места повреждения для начала восстановления, активность Wnt изменяется со временем, направляя клетки через этапы, необходимые для перестройки отсутствующих частей.
«Мы выяснили, что клеткам необходимы два вида информации в процессе регенерации: где они находятся в теле и на каком этапе восстановления», — объясняет Циайрис. Это открытие может помочь лучше понять, как восстанавливаются ткани не только у гидры, но и у других организмов.
Полученные результаты указывают на общий принцип регенерации, добавляет ученый: «Прежде чем отсутствующие структуры смогут вновь появиться, ткани, возможно, сначала должны восстановить свою внутреннюю карту, подсказывающую клеткам, во что им превращаться».
Это означает, что регенерация — не просто процесс формирования новых тканей, а сложная последовательность действий, в которой клетки должны сначала «переориентироваться», определив свое местоположение в теле и этап восстановления, прежде чем приступать к формированию новых органов. Понимание этого механизма может иметь важное значение для регенеративной медицины, способствуя разработке методов восстановления поврежденных тканей и органов у человека.
