flickr.com Daves

Обычные круглые черви, бессменный объект экспериментов учёных, могут помочь учёным узнать больше о сложных процессах регенерации тканей, особенно — тканей кожных покровов.

Круглые черви — удобный объект для экспериментов: они небольшие, они насквозь прозрачные, у них нежные кожные покровы, которые легко повредить, и у них есть мощный механизм регенерации, быстро устраняющий все повреждения.

Кроме того, во внутреннем строении круглых червей есть определённые особенности: у них гидростатический экзоскелет, к которому прикрепляются мышцы и кожные покровы. И внутри червя давление всегда выше, чем в окружающей среде — это позволяет ему сохранить полужёсткую консистенцию и успешно двигаться. Вообще, если его ткнуть иголкой, то червь должен «взорваться», по правилам гидростатического взаимодействия. Однако этого не происходит, и не в последнюю очередь потому, что все раны кожных покровов у них закрываются очень быстро. Это их эволюционный механизм защите: в естественной среде хищники, охотящиеся на червей, как раз стараются разрушить их уязвимый экзоскелет, после чего его содержимое окажется просто выброшенным наружу через образовавшуюся дыру.

Биолог из Калифорнийского университета, изучая круглых червей C. elegans, обнаружил особый ген, активирующийся, когда у червя нарушается целостность кожных покровов, и запускающий серию химических реакций, с помощью которых раны (в том числе и такие, которые могли бы оказаться смертельными) быстро закрываются.

Для этого он наносил на поверхность тела червя рану (пункционной иглой или лазером), а потом с помощью специальной фотографической аппаратуры делал серию высококачественных снимков. Больше всего его интересовало, как распространяются от места повреждения молекулы кальция, и для этого он воспользовался специальной техникой, при которой молекулы кальция соединяются с флуоресцирующим белком.

Оказалось, что белок актин, в норме обеспечивающий мышечные сокращения, мобилизуется, прикрепляется к краям раны, а потом, сокращаясь, стягивает их, как шнурок стягивает горловину открытого мешка.

Проанализировав генную карту червя, у учёного также получилось вычленить ген, активирующийся при ранении и оповещающий организм о ране. Он также играет роль и в запуске механизмов регенерации. Предполагается, что ген получает информацию повреждения от другого рецептора, реагирующего непосредственно на само повреждение. Однако что это за рецептор, и реагирует ли он на давление, изменение поверхностного натяжения, электрического сопротивления или на что-либо ещё, пока остаётся неясным.

Нам многое известно о том, как происходит восстановление тканей после повреждения на макроуровне, однако что при этом происходит внутри отдельной клетки, до сих пор не совсем понятно.

Впрочем, после данного исследования становится понятно, что одну из основных ролей в регенерации играет кальций: особи с высоким уровнем ионов кальция в среде организма (а также те особи, которым ионы кальция были введены искусственно), регенерировали гораздо быстрее, чем их «бедные» собратья.

Кроме того, учёный открыл также особый белок DAPK-1, ингибирующий процессы закрытия раны. Возможно, разработав лекарства, блокирующие действие этого белка, удастся ускорить заживление ран и у человека.

Исследователи считают, что благодаря их работе удастся разработать средство для быстрой регенерации тканей, в том числе и у пациентов, страдающих различными кожными некрозами из-за сопутствующего сахарного диабета или других заболеваний обмена веществ.

 

Источник:

Suhong Xu, Andrew D. Chisholm. A Gαq-Ca2 Signaling Pathway Promotes Actin-Mediated Epidermal Wound Closure in C. elegans. Current Biology, 2011; DOI: 10.1016/j.cub.2011.10.050

GD Star Rating
a WordPress rating system
Черви делятся тайнами регенерации, 10.0 out of 10 based on 1 rating

Добавить комментарий