Atklāts salamandru reģenerācijas noslēpums - viņi no atmiņas audzē jaunus orgānus. Tā vietā, lai atgrieztos embrionālā stāvoklī, salamandru šūnas atceras zaudēto orgānu un atjauno to tieši tā, kā tas bija iepriekš
Salamandriešu zaudēto ekstremitāšu reģenerācijas mehānismam nav nekā kopīga ar cilmes šūnu darbību, secinājuši zinātnieki.
Salamandru maģiskās spējas
Šo astoto abinieku spēja audzēt ķepas, plaušas un smadzenes tūkstošiem gadu satrauca cilvēci - to pētīja Aristotelis, Voltērs, Darvins.
Kad dzīvnieks zaudē daļu ķermeņa, virspusējā ādas slāņa šūnas ātri pārklāj brūci ar tā saukto epitēlija apvalku, fibroblasti sabojā saites ar saistaudiem un brūces vietā veido blastu (specializētu šūnu uzkrāšanos), no kuras veidojas jauna ekstremitāte. Piemēram, jaunas ķepas iegūšana prasa tikai trīs nedēļas.
20. gadsimta beigās zinātnieki pieņēma, ka salamandras šūnas ir līdzīgas cilmes šūnām, tas ir, tās var pārvērsties par jebkuru orgānu.
Martins Kragls no Vācijas Maks Planka institūta atklāja, ka tas tā nav. Kopā ar saviem amerikāņu kolēģiem viņš pētīja, kā Meksikas salamandra, axolotl Ambystoma mexicanum, aug ekstremitātēs un audos. Kragls izmantoja Kalifornijas universitātes atklājumus, kas pierādīja, ka salamandru blastu šūnas ir līdzīgas zīdītāju jaunattīstības ekstremitāšu šūnām, kuras spēj atjaunot ekstremitātes, bet šīs prasmes zaudē pirms dzimšanas.
Eksperiments ultravioletā starojumā
Reklāmas video:
Balstoties uz ideju, ka ekstremitāšu attīstība no blastāmām praktiski īsā formā atkārto to dabisko attīstību augošajās radībās, vācu un amerikāņu zinātnieki dzīvniekus sadalīja divās grupās. Pirmais, kas tika injicēts, bija GFP proteīns, kas iegūts no dienasgaismas medūzām. Ultravioletā gaismā šis proteīns apgaismo šūnas zaļā krāsā, kas ļauj zinātniekiem izsekot dažādu šūnu izcelsmei un to mērķim. Otrajā grupā bija gan pieaugušo axolotls, gan kāpuri. Zinātnieki viņus iepazīstināja ar šūnām ar olbaltumvielām, kas ņemtas no ģenētiski modificētiem indivīdiem. Viela tika ievadīta kāpuros, kur, kā zināt biologi, vajadzēja izaudzēt dažādus audus un orgānus, jo īpaši nervu sistēmu. Pieaugušajiem vispirms tika ievadītas šūnas ar olbaltumvielām, un pēc tam tās nogrieztas no ķermeņa pa gabalu.
Pēc palātu novērošanas vairākas nedēļas biologi atklāja, ka šūnas uzvedas ļoti konservatīvi - tās aug tikai tajos orgānos un audos, no kuriem tās radušās. “Pētnieku galvenais secinājums ir tāds, ka jaunas muskuļu šūnas ražo tikai vecas muskuļu šūnas, jaunas ādas šūnas ražo tikai vecas ādas šūnas, jauni neironi rada tikai vecas nervu šūnas,” raksta Science Daily. Šis process visskaidrāk tika novērots kāpuros: ievadot tajā vietā, no kuras vajadzēja augt nervu sistēmai, zaļā krāsā izceltās šūnas izplatījās pa augošo aksolotlu precīzi saskaņā ar nervu sistēmas shēmu.
"Visticamāk, šūnas, kas atrodas netālu no amputētā orgāna, tiek pārprogrammētas, kas ļauj tām sākt embriju audu veidošanās programmas, neatgriežoties sākotnējā polipotenciālajā šūnā," pētnieki atzīmēja rakstu, kas publicēts prestižajā žurnālā Nature.
Citiem vārdiem sakot, salamandras šūnas uzvedas principiāli atšķirīgi nekā cilmes šūnas. Ja pēdējie spēj saņemt specializāciju un attīstīties praktiski jebkuros orgānos, tad salamandru šūnās pastāv skaidras nepārtrauktības mehānisms.
No salamandras līdz supermenam
Salamandru šūnu priekšrocība ir tā, ka, lai sāktu reģenerācijas procesu, tām nav jāsasniedz embrija stāvoklis - tās lieliski darbojas kā pieaugušie. Atklājot "aktīvo šūnu" noslēpumu, ārsti varēs izaudzēt personai nogrieztu roku vai kāju, sekojot salamandras piemēram.
“Kādu dienu mēs varēsim reģenerēt cilvēka audus,” saka viens no pētījuma autoriem Malkolms Medens. Amerikāņu zinātnieku cerības lielā mērā ir saistītas ar to personu personību, kuras pasūtīja pētījumu: to sponsorēja ASV Aizsardzības departaments, kura pārstāvji vēlas palīdzēt Irākas un Afganistānas amputētajiem veterāniem.