Пока вы покрываетесь шрамом от царапины, аксолотль отращивает целую конечность. Эта мексиканская саламандра решила проблему, которая мучила человечество с незапамятных времен: как восстановить тело, не просто залатав его. В чем ее секрет? Молекулярная система ориентации на основе ретиноевой кислоты, которая работает как GPS для клеток. Когда аксолотль теряет конечность, его клетки точно знают, что им нужно восстановить и где разместить каждую отдельную часть. Хирургическая точность, которая завораживает Джеймс Монаган Северо-Восточного университета, исследователь который наконец расшифровал этот механизм регенерации конечностей.
Как работает система молекулярной ориентации
Хитрость аксолотля заключается в сложном и элегантном химическом устройстве. Ретиноевая кислота, производное витамина А, которое мы все знаем, распределяется по телу животного, создавая точную карту. В плечах концентрация высокая, в ногах низкая. Когда ткань повреждена, клетки считывают эту химическую карту и точно знают, где они находятся.
Фермент CYP26B1 действует как регулятор, разрушая ретиноевую кислоту там, где она не нужна. Когда Монаган и его команда подавили этот фермент у аксолотлей, результаты были ошеломляющими: животные регенерировали деформированные конечности с избытком или неправильным расположением костей. Без правильного сигнала тело больше не знало, где оно строит.
Открытие, опубликовано в Nature Communications, отвечает на вопрос, который мучает биологов уже более двух столетий: как организм узнает, что регенерировать? Ответ кроется в позиционной памяти, системе молекулярных координат, которую каждая клетка несет с собой.
Ген Shox и регенерация конечностей человека
Еще одна фундаментальная часть возникла при изучении гена Shox. Когда уровень ретиноевой кислоты повышается, этот ген активируется, что оказывается решающим для регенерации конечностей. Удалив Shox из генома аксолотля с помощью CRISPR-Cas9, Монаган заметил, что у животных развились очень короткие руки с кистями нормального размера.
Самая интересная деталь? У людей мутации в гене Shox вызывают точно такие же аномалии. Это говорит о том, что биологический механизм является общим между нами и этими необыкновенными созданиями.
Мятежные фибробласты и регенеративная медицина
У нас, людей, также есть ретиноевая кислота и фибробласты, клетки, отвечающие за восстановление тканей. Главное отличие в том, что наши фибробласты не слушают регенеративные сигналы, как фибробласты аксолотля. Когда мы получаем травму, наши клетки просто вырабатывают коллаген и образуют рубцы. Однако у аксолотлей фибробласты реагируют на ретиноевую кислоту, «возвращая время назад» и восстанавливая целые скелеты.
«Если бы мы могли заставить наши фибробласты слушать эти регенеративные сигналы, они бы сделали все остальное сами», — объясняет Монаган. «Они уже знают, как построить конечность, потому что они сделали это во время эмбрионального развития».
Путь к регенеративной медицине человека еще долог, но как я указал в этой статье, возможно, не придется ничего придумывать нового: нам просто нужно реактивировать то, что у нас уже есть внутри.
