_ Cum se regenerează viermii marini părți ale corpului pierdute: revenirea celulelor la starea asemănătoare celulelor stem ar putea fi cheia

Multe organisme vii sunt capabile să regenereze țesuturile deteriorate sau pierdute, dar motivul pentru care unele sunt deosebit de bune la acest lucru, iar altele nu, nu este pe deplin. înțeles. Biologii moleculari Alexander Stockinger, Leonie Adelmann și Florian Raible de la laboratoarele Max Perutz de la Universitatea din Viena au adus acum o contribuție importantă la clarificarea acestei întrebări într-un nou studiu.

În el, ei explică mecanismul molecular. de regenerare a viermilor marini și astfel să creeze o mai bună înțelegere a capacității naturale de reprogramare a celulelor. Studiul tocmai a fost publicat în revista Nature Communications.

Abilitatea de a se regenera – de la tipuri individuale de celule până la organe întregi sau țesuturi complexe – este de o importanță crucială pentru toate speciile vii. Corpul uman se regenerează și el. Pe scurt, celulele moarte sunt înlocuite cu altele nou produse. La oameni, acesta este cazul mucoasei intestinale sau ficatului.

Cu toate acestea, alte creaturi au abilități de regenerare mult mai puternice. Anelidele precum Platynereis dumerilii pot regenera părți întregi ale corpului lor posterior după leziune. Mecanismele moleculare care controlează acest proces erau cu greu cunoscute până acum.

Noul studiu condus de biologul molecular Raible nu doar că obține o mai bună înțelegere a biologiei în general, ci și a capacității naturale de reprogramare a celulelor.

Creșterea de noi segmente (părți ale corpului) la viermii marini este controlată de o zonă de creștere specială, în care se află celule stem speciale. Noi segmente apar apoi prin diviziunea acestor celule. Dar ce se întâmplă dacă această zonă de creștere specială este pierdută din cauza unei răni?

În noul lor studiu, primii autori Stockinger și Adelmann, împreună cu echipa de la laboratorul Raible, arată ce mecanisme moleculare pot fi utilizate pentru reînnoiește o zonă de creștere pierdută, astfel încât viermii marini să poată forma din nou noi segmente. Ceea ce este special la Platynereis dumerilii este că, spre deosebire de alte specii, regenerarea viermilor marini nu se bazează pe celulele stem existente. În schimb, celulele diferențiate suferă ceea ce este cunoscut sub numele de dediferențiere după îndepărtarea zonei de creștere.

„Aceasta înseamnă că aceste celule încep să revină la o stare asemănătoare celulelor stem în doar câteva ore pentru a se construi. creează o nouă zonă de creștere cât mai repede posibil”, explică Adelmann, unul dintre cei doi autori principali ai studiului.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că expresia genelor în aceste celule stem nou formate diferă de fapt de precursorul lor. celule. „În mod emoționant, factorii legați de factorii de transcripție Myc și Sox2, care sunt utilizați și în medicina modernă pentru a produce celule stem din celule umane diferențiate, joacă, de asemenea, un rol aici”, spune Stockinger, celălalt prim autor al studiului.

„Conceptul de dediferențiere a fost propus în urmă cu peste 60 de ani, dar cercetătorilor de la acea vreme le lipseau instrumentele pentru a testa această idee. Acum am dezvoltat instrumente pentru a înțelege dediferențierea la nivel molecular și a o compara cu acest așa-numit „ reprogramarea celulelor în medicina modernă. Aceasta creează o bază solidă pentru studii viitoare”, rezumă Raible, șeful grupului de lucru de la Universitatea din Viena.

Una dintre strategiile speciale ale oamenilor de știință a fost să investigheze celulele. afirmă folosind noua metodă de secvențiere a ARN-ului unicelular. Această tehnică a oferit un nou tip de set de date pentru investigarea regenerării țesuturilor.

„Transcriptomica unicelulară ne permite să identificăm tipurile de celule și stările lor și să arătăm cum acestea răspund la pierderea părților corpului la nivel individual. În studiul nostru, am combinat, de asemenea, această tehnică cu date de la colegii francezi care au folosit etichetarea fluorescentă a celulelor pentru a ajuta la dezvăluirea care țesuturi apar în cele din urmă din anumite celule stem”, explică Stockinger.

„Am descoperit cel puțin două populații diferite de celule stem – una care regenerează țesuturi precum epiderma și neuronii și alta care formează mușchi și țesut conjunctiv”, spune Adelmann.

(Fluierul)