Зелена протеини откри тајната на повторното раѓање саламандери

Нови лекции екстремитети otraschivaniya научи научник Мексико axolotl (Ambystoma mexicanum). Ова суштество - еден од најпознатите примери на само-лекување во светот на животните.

Што е опашката, како и некои гуштери: axolotl успешно расте нова целосно функционална нога наместо да се отсече, прецизно Пресоздавањето сите коски, секој мускулите, кожата, крвните садови, нервни влакна ... Тоа трае само три недели. Оштетени белите дробови или 'рбетниот мозок, исто така, имаат саламандери податоци (и голем број на други), реконструирана прекрасно. И лузни се лево. Тоа ќе ни биде така.

Тоа одамна е познато дека за наплата на телото започнува со појавата на бластема - тумор-како групи на клетки, кои потоа се размножуваат и се претвори во различни ткива. Овие нови клетки се генерирани од нормалните клетки на местото на повредата, но бластема клетки - недиференциран. Сепак, тие некако знаат што потоа се сврти. Така, наместо да загуби нозете во никој случај не може да се појави опашка. Овој систем за контрола - вистинска мистерија, превезот на тајност во текот на која крена новите експерименти.

Општата шема на експерименти: трансгенски животни синтетизираат флуоресцентен протеин во сите нивни ткива. Научниците се заинтересирани за одреден тип на клетка од пример трансплантирани нормални животни, кои потоа се отсечени екстремитети. По положувањето на бластема ногата расте сцена, повторно, и флуоресцентни маркери овозможи да се утврди - во кој тип на клетки трансплантирани стане "вонземјани" (Фото: Мартин Kragl et.al.).

Претходно, биолозите мислеа дека бластема клетки - плурипотентни, тоа е, секој од нив може да стане клетки на кожата, мускулите, и така натаму, кои доведуваат до пораст на одредено ткиво. Тим на истражувачи од Германија и САД, кој објави Член во природата, покажа - ова гледиште е погрешно.

Да дознаам суптилностите на регенерација, истражувачите воведе генот одговорен за синтеза на зелен флуоресцентен протеин (познат "Нобеловата GFP"така важно за подводни организми) во axolotl.

Следна биолози, пак, земени од transgenic животни или друга ќелија и да ги воведе немодифицирана саламандери во областа на идните повреди. И поради генетски информации за GFP опстојува во сите клетки - потомци на клетки позајмени, нивната позиција во телото, вклучувајќи ги и - во ново расте тело може точно да се следи.

Така отвори прекрасен тајна.

Бластема клетки - не се идентични, иако се уште не се клетките на различни ткива. Но, тие се сеќавам - од кои клетки се случија, а со тоа и поранешниот мускулните клетки произведуваат само на мускулите, нервите клетки - новите нервни клетки на кожата - кожата и така натаму (со неколку исклучоци, од нив - подолу).

"Многу луѓе имаат впечаток дека истите овие клетки бластема беа сите една и иста"- вели Танака. Сепак, тоа се случи дека бластема - не е хомогена клеточна маса и на акумулацијата на предци, генерирани од различни ткива, што пак доведува до секој од нивните специфични ткива.

Тоа е, и покрај фаза бластема, овие матични клетки се суштински различно во текот на процесот на регенерација.

Уште еднаш се зголеми ногата претходно позајмени Швановите клетки носи GFP ген се пропагира и множете се точно по должината на нервни влакна, создавање на нивните мембрани. И покрај тоа, нема друг извор на ткиво клетки не се претвори во Швановите (фото D.Knapp / E.Tanaka).

Особено, експерименти покажале дека Швановите клетки (кои го сочинуваат заштитна обвивка на периферните нерви) добиени Гвинеја водоземци од transgenic примероци (а со тоа - блескав зелено), по чекор ако плурипотентни матични клетки (како што претходно се мислеше) генерира расте одново нога само Швановите клетки.

Исклучоци вклучуваат внатрешниот слој на кожата, клетките на кожата каде што поранешниот може да контактираат на нови ногата 'рскавица клетки (и мигрираат во точни позиции) или тетива клетки. Но мускулите, на пример, тие не стане.

Поранешниот бластема во мускулните клетки во нови животински екстремитети стане клетки на кожата или 'рскавица,' рскавицата клетки - нема да стане мускулите, и така натаму - објаснуваат биолозите се отворени. Само како и секој клетки, освен на Швановите клетки, недиференцирана минлива фаза, Швановите клетки не се претвори во ново тело.

Овој резултат е во согласност со претходно добиените податоци се истражувачите. Ели особено веќе покажа дека еден мускулни влакна во регенерираат екстремитетите може да се примени на различни видови на клетки. Ова доведе научниците да се прашувам каков вид на сложени репрограмирање на самата природа оди во овие клетки?

Но, се покажа - нема во-длабочината на репрограмирање таму и сè е многу поедноставно и повеќе домот. Претходните студии се користи многу помалку прецизни методи за следење на движењето на клетките, особено бои, кои би можеле да "избега" на други клетки - како автори се објасни ново искуство на неговите претходни грешка.

Axolotl, особено Мексикански прикажана овде, како што тие се добиени од возрасни ambistomy, често се наоѓаат во аквариуми. Овие водоземци се одгледуваат во многу земји (фотографии wikipedia.org, Гжегож З., Дот Stasny, Ендру Литл, chinabreed.com, patries71/flickr.com).

Истражувачите исто така откриле дека некои клетки, не се сеќавам само на својот идентитет, но, исто така, позицијата на телото. 'Рскавица клетки, на пример, се сеќавам дека тие формираат рамо пред или долниот дел на ногата, и да мигрираат на истиот во ново тело, додека сите Швановите клетки неселективно само се движат на било кое место каде што се потребни.

Танака, вели дека оваа работа ќе предизвика голема промена во размислувањето во врска со барањата за регенерација. Објаснувајќи зошто саламандерите можат да се регенерираат екстремитетите, но луѓето таму, таа објаснува: "Хипотезата беше дека саламандери голема мера може да го промени идентитетот на мобилен".

Но, всушност, нивните клетки никогаш не ја изгуби својата "идентитет"- го следи од новите експерименти - напротив, саламандери се чини дека да се користи "ограничена" во нивната способност за матични клетки од одредени ткива, способен за генерирање на само одреден дел од новиот екстремитет.

Регенериран екстремитет саламандери. Швановите клетки флуоресцентна зелена, што покажува дека тие се опкружени со нервите (црвено). Во другите ќелии (сина), оваа zolonogo протеини не се почитува, а со тоа и Швановите клетки не се претворат во други типови на клетки (фото Г. Knapp / Е. Танака).

Танака укажува дека луѓето исто така, имаат матични клетки специфични ткива со кои се заменува соодветните видови ткива. Само ние имаме такви лекување е бавен. "Саламандери се нешто многу покомплексна отколку што може да се направи човечки матични клетки"- среќен научник.

Значи, ќе ја зајакнат човечките клетки да се регенерираат, не може да бара таков радикален чекор, како трансформација на клетките во плурипотентни од борат ангажирани во многу универзитети и институти, покажувајќи на моменти неверојатни резултати.

Но, сега се чини дека природата на патентот не му обезбеди враќање "мобилните часовник" на толку многу чекори назад, и се јавува само мал "одвратна". И овој процес е повеќе како експерименти со директно репрограмирање Некои типови на клетки на други, заобиколувајќи плурипотентни фаза.

Над: дистрибуција на Швановите клетки на 3-ти, 7-ми, 18-ти и 25-ти ден по ампутација. Долу: различни маркери и слики методи им овозможи на научниците да јасно да се одделат еден од другите типови на клетки (фото Мартин Kragl et.al.).

Alejandro Sanchez Alvarado (Алехандро Санчез Alvarado), Истражувач на Универзитетот во Јута и Хауард Хјуз медицински институт, исто така студирал на феноменот на регенерација во водоземци, признава дека методот на генетски "тетоважа" трансплантирани клетки - прекрасен нов начин да учат обнова на ткивата. И тој, како што велат, покажува дека хипотезата за бластема клетки inhomogeneities вистина. (Патем, во истото прашање на природата Alvarado објавено работа на оваа тема).

Но, тој предупредува дека научниците се уште треба да се утврди дали овој принцип важи и за возрасни axolotl, водоземци? Ако истиот механизам е во основата на други примери на регенерација, тоа е фундаментално се промени начинот на кој научниците во врска со условите на овој значаен процес - вели Алехандро.

Но, тоа останува без одговор на основното прашање: ако веќе имаат матични клетки од различни ткива диференцирани, која се 'уште ја прави разликата меѓу нашите клетки и клетките на саламандер? И повеќе - со други животни?

Отвори биолози невиден Регенерација ткива во глувци се постигне Регенерација на крило во пилешко, со обновување на генот црв Разбирливо - излегува - постојат скриени резерви.

Танака и нејзините колеги имаат намера да се занимаваат со ова прашање, тие се уште ќе спроведе експерименти со надеж да се дознае кои гени се вклучени различни фази на процесот и што молекуларна сигнали индуцира клетки на местото на раната да се формира бластема и да ги следат во текот на понатамошниот пат за реконструкција на екстремитетите.