Ученые улучшили регенеративные способности ящериц с помощью CRISPR
Когда представители определенных видов ящериц попадают в опасные для жизни ситуации, они могут отбросить собственный хвост, а затем вырастить новый в течение нескольких недель или месяцев. Однако новый хвост далек от идеальной копии — он поддерживается твердой хрящевой трубкой, а не позвоночником, содержащим кости и нервы.
Однако в рамках нового исследования ученые нашли способ позволить ящерицам регенерировать хвосты намного ближе к оригиналам. Технический термин для этого процесса — «формирование дорсовентрального паттерна», когда дорсальная или верхняя сторона состоит из скелетной и нервной ткани, а нижняя или вентральная сторона — это хрящ. По какой-то причине отросшие хвосты чаще всего полностью «вентрализованы», то есть растет только хрящ.
Чтобы выяснить, что происходит, команда проанализировала и сравнила, как формируются хвосты ящериц во время эмбрионального развития и во время регенерации во взрослом возрасте. В обоих случаях весь процесс выполняется нервными стволовыми клетками (НСК), и команда определила молекулярный сигнал, который они производят вентрализации ткани. Эмбриональные НСК воспроизводят этот сигнал только на нижней стороне хвоста, тогда как взрослые НСК делают это сверху и снизу, создавая хрящевую трубку.
Команда попыталась несколькими способами остановить процесс вентрализации регенерированных хвостов. Ученые хотели заблокировать сигнал во взрослых НСК, но новая нервная ткань в верхней части хвоста так и не восстановилась. Они пытались имплантировать эмбриональные НСК в культю хвоста взрослых особей, но они все равно реагировали на сигнал вентрализации.
Поэтому исследователи использовали метод CRISPR для редактирования эмбриональных НСК, чтобы они больше не реагировали на этот сигнал. Затем их имплантировали в обрубки хвоста взрослых ящериц — в итоге те регенерировали «идеальные» хвосты с костями и нервами на верхней стороне.
На данный момент результаты являются хорошей новостью только для ящериц, однако находка может в конечном итоге послужить основой для исследований, которые могут привести к успехам в регенеративной медицине человека.
Исследователи из Университета Южной Калифорнии (USC) использовали терапию стволовыми клетками, чтобы позволить ящерицам отращивать намного более «качественные» хвосты — в будущем это может помочь и людям.