Zeleni proteini otkrio tajnu ponovnog rođenja daždevnjaka

Nove lekcije udovi otraschivaniya učio znanstvenika meksičke Daždevnjak (Ambystoma mexicanum). To stvorenje - jedan od najistaknutijih primjera samoliječenja u životinjskom svijetu.

Što je rep, poput nekih guštera: Daždevnjak uspješno raste novi potpuno funkcionalan stopalo umjesto biti odrezana, studiozno ponovno sve kosti, svaki mišić, koža, krvne žile, živčana vlakna ... Potrebno je samo tri tjedna. Oštećeni pluća ili leđna moždina imaju daždevnjaci podataka (i mnogi drugi), obnovljena prekrasno. I ožiljci ostaju. To će nam biti tako.

Odavno je poznato da je oporavak tijelo počinje s pojavom blastema - a poput tumora, nakupinama stanica koje onda razmnožavaju i pretvore se u različitim tkivima. Ove nove stanice su generirani od strane normalnih stanica na mjestu ozljede, ali blastema stanica - nediferencirani. Međutim, oni nekako znaju što uključite. Dakle, umjesto da je izgubio svoje noge na bilo koji način ne mogu pojaviti rep. Ovaj sustav kontrole - pravi misterij, veo tajnosti nad kojima podiže nove eksperimente.

Opća shema eksperimentima: genetski promijenjene životinje sintetizirati fluorescentni protein u svim tkivima. Znanstvenici su zainteresirani za pojedinu vrstu stanica od primjerice transplantiranih normalne životinje, koja se zatim odrezati ud. Nakon položenog udova blastema raste pozornicu opet, i fluorescentne markeri omogućuju da se utvrdi - u koju vrstu stanica transplantiranih postati "vanzemaljci" (Foto: Martina Kragl et.al.).

Prije toga, biolozi su mislili da blastema stanice - pluripotentne, to jest, svaki od njih može postati stanica kože, mišićno tkivo, i tako dalje, što dovodi do rasta određenog tkiva. Tim istraživača iz Njemačke i SAD-a, koji je objavljen članak u prirodi, pokazalo je - ovaj pogled je pogrešan.

"Svi, uključujući i nas, želi znati kako se stanice odraslih tkiva reprogramirati kako bi Ove matične stanice blastema, - kaže jedan od vodećih autora novog posla Elly Tanaka (Elly Tanaka), Profesor u Centru za regenerativnu terapije u Dresdenu. Odgovor nije iznenadio samo drugi istraživači, ali i njegova vrlo (foto CRTD).

Shvatiti suptilnosti regeneraciju, istraživači uveo gen odgovoran za sintezu zelenog fluorescentnog proteina (poznat "Nobelova GFP"tako važna za podvodne organizama) u Daždevnjak.

Sljedeći biolozi zauzvrat uzeti iz transgenih životinja ili drugu ćeliju i uveo ih nemodificirane daždevnjake na području buduće ozljede. I zbog genetske informacije o GFP ustrajao u svim stanicama - potomci stanica posuđenim, njihov položaj u tijelu, uključujući - u novo izrasle tijelo može točno pratiti.

Tako je otvorio predivnu tajnu.

Blastema stanice - nisu jednaki, iako još uvijek nisu stanice različitih tkiva. No, oni se sjetiti - od kojih su stanice dogodio, a time i bivši mišićne stanice proizvode samo mišiće, živce stanice - nove živčane stanice kože - koža i tako dalje (uz nekoliko iznimaka, od njih - u nastavku).

"Mnogi ljudi imaju dojam da su ti isti stanice blastema svi bili jedan te isti"- kaže Tanaka. Međutim, to se dogodilo da blastema - nije homogena stanične mase i akumulacija rodonačelnika generira raznih tkiva, što zauzvrat dovesti do svakog svog specifičnog tkiva.

To je, unatoč blastema fazi, te matične stanice su u biti različiti tijekom procesa regeneracije.

Opet povećan ud prethodno posuđena Schwann stanice koje nose gen propagiraju GFP i množe upravo duž živčanih vlakana, stvarajući svoje membrane. A osim toga, nema drugih izvora stanica tkiva ne pretvori u Schwann (foto D.Knapp / E.Tanaka).

Posebno, eksperimenti su pokazali da Schwannove stanice (koje čine zaštitni omotač iz perifernih živaca) dobiven guinea vodozemaca iz transgenskih kopija (i prema tome - svijetli zelena), nakon koraka ako se pluripotentne matične stanice (kao što se prije mislilo) generira odrasla ponovno nogu samo Schwann stanica.

Iznimke su unutarnji sloj kože, stanice kože gdje se prvi može kontaktirati nove udova stanica hrskavice (i premještati u ispravan položaj) ili tetiva stanice. No, mišići, na primjer, oni ne postanu.

Bivši blastema na stanicama mišića u novim životinjskim udovima postati stanica kože ili hrskavice, stanica hrskavice - neće postati mišića, i tako dalje - objašnjava biolozi su otvoreni. Baš kao što je bilo, osim Schwann stanica stanica, nediferenciranih prolazna faza, Schwannove stanice ne pretvoriti u novo tijelo.

Ovaj rezultat je u skladu s prethodnim podacima dobiva same istraživače. Ellie posebno već je pokazao da jedan mišić vlakana u regenerira ekstremitet može primijeniti na različite vrste stanica. To je dovelo znanstvenike da pitam kakva složenog reprogramiranje samoj prirodi ide u tim stanicama?

No, ispostavilo se - ne u dubini reprogramiranje postoji i sve je mnogo jednostavnije i elegantnije. Prethodne studije su koristili puno manje precizne metode za praćenje kretanja stanica, a posebno boje, koji bi mogao "bijeg" na druge stanice - što autori objašnjavaju novi doživljaj svoje prethodne greške.

Daždevnjak, posebno meksičke prikazan ovdje, kao što su oni dobiveni iz odraslog ambistomy, često naći u akvariju. Ove vodozemci se uzgajaju u mnogim zemljama (fotografije wikipedia.org, Grzegorz Z., Dot Stasny Andrew Little, chinabreed.com, patries71/flickr.com).

Istraživači su također otkrili da neke stanice, sjeti se ne samo svoj identitet, već i položaj tijela. Stanica hrskavice, na primjer, ne zaboravite da oni tvore rame prije ili donji dio ekstremiteta, a prelazak na isti u novo tijelo, a sve Schwannove stanice neselektivno samo premjestiti na bilo koje mjesto gdje su potrebna.

Tanaka kaže da je ovaj rad će izazvati veliki pomak u razmišljanju o zahtjevima za obnovu. Objašnjavajući zašto daždevnjaci može regenerirati udove, ali ljudi tamo, ona objašnjava: "Hipoteza je da su daždevnjaci može uvelike promijeniti identitet ćelije",

Ali, u stvari, njihove stanice nikada ne gube "identitet"- proizlazi iz novih eksperimenata - naprotiv, koriste se daždevnjaci "ograničen" u njihovoj sposobnosti da matične stanice iz specifičnih tkiva, sposoban za generiranje samo određeni dio novog ud.

Obnovljene udova daždevnjaci. Schwannove stanice fluoresciraju zeleno, što znači da su okruženi živaca (crveno). U drugim stanicama (plavo), to zolonogo proteina ne poštuje, a time i Schwannove stanice ne pretvoriti u druge vrste stanica (foto D. Knapp / E. Tanaka).

Tanaka ističe da ljudi imaju matične stanice pojedinih tkiva koje zamjenjuju odgovarajuće vrste tkiva. Samo imamo takav ozdravljenja je spor. "Daždevnjaci učiniti nešto mnogo složenije nego što možemo napraviti ljudske matične stanice"- sretan znanstvenik.

Dakle, potaknuti ljudske stanice regenerirati, ne može zahtijevati takav radikalan korak, kao transformacije stanica u pluripotentne nego natječe se bavi mnogim sveučilištima i institutima, pokazujući s vremena na vrijeme zapanjujući rezultati.

Ali sada se čini da je priroda patenta ne daje povrat "stanični sat" na toliko koraka natrag, i javlja se samo mali "žacnuti", I taj proces je više kao eksperimenata s izravno reprogramiranje Neke vrste stanica na druge, zaobilazeći pluripotentne pozornicu.

Iznad: distribuciji Schwann stanica na 3., 7., 18. i 25. dana nakon amputacije. Dno: razne markere i slike metode omogućuju znanstvenicima da se jasno odvojiti jedna od druge vrste stanica (foto Martin Kragl et.al.).

Alejandro Sanchez Alvarado (Alejandro Sanchez Alvarado), Istraživač na Sveučilištu u Utahu i Howard Hughes Medical Institute, također proučavao fenomen regeneracije u vodozemaca, priznaje da je metoda genetske "tetoviranje" transplantirane stanice - prekrasan novi način studiranja regeneraciju tkiva. A on je, kažu, pokazuje da je hipoteza o blastema stanica nehomogenosti istina. (Usput, u istom izdanju Nature Alvarado objavljen vlastiti rad na temu).

No, on upozorava da znanstvenici još uvijek je potrebno kako bi se utvrdilo da li taj princip vrijedi i za odrasle Daždevnjak i newts? Ako isti mehanizam u pozadini druge primjere regeneracije, bitno je promijeniti način na koji znanstvenici o uvjetima ovog jedinstvenog procesa - kaže Alejandro.

No, ostaje bez odgovora na osnovno pitanje: ako ljudi već imaju matične stanice različitih diferenciranih tkiva, koja još uvijek čini razliku između naših stanica i stanica daždevnjaka? I više - ostale životinje?

Otvorio biologe nevidjeni regeneracija tkiva kod miševa postići regeneracija krilo u piletine, s gen crv oporavak razumjeti - ispada - postoje skrivene rezerve.

Tanaka i njezini kolege namjeravaju baviti ovim pitanjem, oni će i dalje provoditi eksperimente u nadi da će saznati što se geni uključeni u različitim fazama procesa i ono molekularni signali potiču stanice na mjesto rane u obliku blastema i slijediti tijekom daljnjeg put rekonstruirati udove.

Dijelite na društvenim mrežama: