Кишечнодышащие могут научить людей восстанавливать утраченные конечности

Целый кишечнодышащий, которого в скором времени разделят пополам.

Целый кишечнодышащий, которого в скором времени разделят пополам.
Фото Shawn Luttrell/University of Washington.

Хвост червя после разделения. Рамка указывает на место, где у червя вырастет новая голова.

Хвост червя после разделения. Рамка указывает на место, где у червя вырастет новая голова.
Фото Shawn Luttrell/University of Washington.

Крупный план разделённого на части животного.

Крупный план разделённого на части животного.
Фото Shawn Luttrell/University of Washington.

Пятый день после процедуры разделения на части: образуются зачатки головы.

Пятый день после процедуры разделения на части: образуются зачатки головы.
Фото Shawn Luttrell/University of Washington.

15 день после "расчленения". Формируется более развитая голова и нервная трубка.

15 день после "расчленения". Формируется более развитая голова и нервная трубка.
Фото Shawn Luttrell/University of Washington.

Целый кишечнодышащий, которого в скором времени разделят пополам.
Хвост червя после разделения. Рамка указывает на место, где у червя вырастет новая голова.
Крупный план разделённого на части животного.
Пятый день после процедуры разделения на части: образуются зачатки головы.
15 день после "расчленения". Формируется более развитая голова и нервная трубка.
Люди не умеют восстанавливать утраченные части тела, хотя исследователи мечтают добиться этого уже не одно десятилетие. Однако, кажется, способность к "восстановительным работам" у наших организмов всё-таки есть. Исследовать этот "навык" учёные решили на примере кишечнодышащих.

Было бы прекрасно, если бы люди могли вновь выращивать ампутированную руку или ногу. Не менее удивительной казалась бы способность человека полностью восстанавливать работу нервной системы, например, после травмы спинного мозга. Но, увы, такое невозможно. По крайней мере, так считается.

Однако новое исследование одного из наших ближайших беспозвоночных родственников – кишечнодышащих — показывает, что такая способность у нас вполне может быть.

Кишечнодышащие зарываются в песок, который окружает коралловые рифы. И их наследственная связь с хордовыми означает, что они обладают генетическим кодом и общей конструкцией тела, очень похожими на человеческие.

Исследование учёных из Университета Вашингтона (University of Washington) показало, что кишечнодышащие способны заново вырастить любые крупные части тела – голову, нервную систему и внутренние органы – после того, как существ разрезали пополам. По словам специалистов, если им удастся раскрыть генетические механизмы, ответственные за такую способность, они, вероятно, смогут вновь выращивать руки или ноги у людей. Для этого экспертам предстоит научиться управлять нашим генетическим наследием.

Хвост червя после разделения. Рамка указывает на место, где у червя вырастет новая голова.

"Мы разделяем тысячи общих генов с этими животными. И человек обладает многими, если не всеми, генами, которые кишечнодышащие используют для регенерации их структуры тела, — говорит ведущий автор исследования Шон Латтрелл (Shawn Luttrell) из Университета Вашингтона. — Нашу работу можно применить для восстановления нервной системы у людей. Если мы сможем выявить механизм, который используют животные".

Специалисты обнаружили, что кишечнодышащие (кстати, одни из немногих ныне живущих представителей полухордовых) при разрезании пополам ловко восстанавливают головную или хвостовую части. Представьте, что можно будет разрезать человека пополам, а затем нижняя часть полностью восстановит верхнюю и вновь вырастит голову, в то время как нижняя часть отрастит новые ноги. Получатся клоны без клонирования (хотя, конечно же, ни один учёный не пойдёт на такой эксперимент по этическим соображениям).

В ходе новой работы спустя три-четыре дня после разрезания удивительных животных пополам, они начали вновь выращивать хоботок и ротовую полость, спустя пять-десять дней в их организме вновь появились почки и сердце. Затем, к 15 дню, кишечнодышащие отращивают себе совершенно новую нервную трубку. Последняя соответствуют человеческому спинному и головному мозгу.

Крупный план разделённого на части животного.

После того как животных разделяли пополам, каждая половина продолжала вполне нормально функционировать. Последующие разделения (исследователи были безжалостны в этом вопросе) также приводили к появлению здоровых животных после восстановления всех частей тела.

Пятый день после процедуры разделения на части: образуются зачатки головы.

По словам учёных, если сравнить две части после восстановления, то совершенно невозможно точно сказать, какое животное было подвергнуто "пытке", а какое нет.

Исследователи также проанализировали характер экспрессии генов кишечнодышащих во время того, как они отращивали заново части тела. Такие работы являются важным шагом к пониманию механизмов регенерации.

Специалисты считают, что некий ген "мастер-контроль" или даже набор генов ответственен за активацию генетической регенерации. Учёные делают такой вывод по той причине, что у всех животных "восстановительные работы" происходят по одной и той же схеме.

15 день после "расчленения". Формируется более развитая голова и нервная трубка.

Люди потенциально способны к регенерации любых частей тела, но что-то не позволяет этому механизму работать, говорят американские исследователи. Человек обладает такими же генами, что и эти животные, и если станет понятно, как их активировать, то мы получим способность к восстановлению высочайшего уровня.

Результаты исследования, которые, возможно, однажды помогут человеку заполучить новое здоровое тело, опубликованы в научном журнале Developmental Dynamics.