Το σπογγώδες πλάσμα της θάλασσας ξαναγράφει την επιστήμη

Ξάδερφος της μέδουσας και του κοραλλιού, μπορεί να αναγεννήσει ολόκληρο το σώμα του με τη βοήθεια «γηρασμένων» κυττάρων.

Ερευνητές από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας και οι συνεργάτες τους ανακάλυψαν νέα ευρήματα σχετικά με τη θεραπεία και τη γήρανση μελετώντας ένα μικρό θαλάσσιο πλάσμα ικανό να αναγεννήσει ολόκληρο το σώμα του χρησιμοποιώντας μόνο το στόμα του. Ανέλυσαν RNA αλληλουχία Hydractinia Symbiolongicarpusένα μικρό ζωικό πλάσμα σε σχήμα σωλήνα που ζει στα κελύφη των ερημιτών.

Απλα οπως Υδρακτινία Καθώς άρχισαν να αναγεννούν νέα σώματα, οι ερευνητές ανακάλυψαν μια μοριακή υπογραφή που συνδέεται με τη βιολογική διαδικασία της γήρανσης, γνωστή και ως γήρανση. Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Αναφορές κυττάρων, Υδρακτινία Δείχνει ότι οι θεμελιώδεις βιολογικές διαδικασίες της θεραπείας και της γήρανσης είναι αλληλένδετες, παρέχοντας μια νέα προοπτική για το πώς εξελίσσεται η γήρανση.

«Μελέτες σαν αυτές που διερευνούν τη βιολογία ασυνήθιστων οργανισμών αποκαλύπτουν πόσο παγκόσμιες είναι πολλές βιολογικές διεργασίες και πόσα πρέπει να καταλάβουμε ακόμα για τις λειτουργίες, τις σχέσεις και την εξέλιξή τους», δήλωσε ο Charles Rotimi, διευθυντής του Intramural Institute. Ένα ερευνητικό πρόγραμμα στο Εθνικό Ινστιτούτο Ερευνών Ανθρώπινου Γονιδιώματος (NHGRI), μέρος των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας. «Τέτοια ευρήματα έχουν μεγάλες δυνατότητες να παρέχουν νέες γνώσεις για την ανθρώπινη βιολογία».

Τα βλαστοκύτταρα της Hydractinia που οδηγούν την αναγέννηση αποθηκεύονται στον κάτω κορμό του σώματος του ζώου, μακριά από το στόμα. Πίστωση: Darryl Lyga, Εθνικό Ινστιτούτο Έρευνας Ανθρώπινου Γονιδιώματος (NHGRI)

Το ξεμπλέξιμο της εξελικτικής προέλευσης των θεμελιωδών βιολογικών διεργασιών, όπως η γήρανση και η θεραπεία, είναι απαραίτητο για την κατανόηση της ανθρώπινης υγείας και ασθενειών. Οι άνθρωποι έχουν κάποια αναγεννητική ικανότητα, όπως η επούλωση σπασμένων οστών ή ακόμα και η εκ νέου ανάπτυξη ενός κατεστραμμένου ήπατος. Μερικά άλλα ζώα, όπως οι σαλαμάνδρες και τα ζέβρα, μπορούν να αντικαταστήσουν ολόκληρα άκρα και να αναγεννήσουν μια ποικιλία οργάνων. Ωστόσο, ζώα με απλό σώμα, π.χ Υδρακτινίαέχει συχνά ακραίες αναγεννητικές ικανότητες, όπως η ανάπτυξη ενός ολόκληρου νέου σώματος από ένα κομμάτι ιστού.

Ο αναγεννητικός ρόλος της γήρανσης έρχεται σε αντίθεση με τα ευρήματα στα ανθρώπινα κύτταρα. «Οι περισσότερες μελέτες για τη γήρανση σχετίζονται με τη χρόνια φλεγμονή, τον καρκίνο και τις ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία», δήλωσε ο Andy Paaxivanis, Ph.D., ανώτερος επιστήμονας στο NHGRI και συγγραφέας της μελέτης. “Κανονικά, τα γηρασμένα κύτταρα παραμένουν στους ανθρώπους και αυτά τα κύτταρα προκαλούν χρόνια φλεγμονή και προκαλούν γήρανση σε γειτονικά κύτταρα. Από ζώα όπως ΥδρακτινίαΜπορούμε να μάθουμε πώς η γήρανση μπορεί να είναι ευεργετική και να διευρύνουμε την κατανόησή μας για τη γήρανση και τη θεραπεία.

Προηγουμένως, οι ερευνητές ανακάλυψαν αυτό Υδρακτινία Περιέχει μια ειδική ομάδα βλαστοκυττάρων για αναγέννηση. Τα βλαστοκύτταρα μπορούν να μετατραπούν σε άλλους τύπους κυττάρων και επομένως είναι χρήσιμα στη δημιουργία νέων τμημάτων του σώματος. Στον άνθρωπο, τα βλαστοκύτταρα λειτουργούν κυρίως στην ανάπτυξη, αλλά οι οργανισμοί με υψηλή αναγέννηση τα αγαπούν Υδρακτινία Χρησιμοποιούν βλαστοκύτταρα σε όλη τους τη ζωή. Υδρακτινία Αποθηκεύει τα βλαστοκύτταρα που οδηγούν στην αναγέννηση στο κάτω μέρος του σώματός του.

Ωστόσο, όταν οι ερευνητές αφαιρούν το στόμα – ένα μέρος μακριά από το σημείο όπου βρίσκονται τα βλαστοκύτταρα – στο στόμα αναπτύσσεται ένα νέο σώμα. Σε αντίθεση με τα ανθρώπινα κύτταρα, τα οποία ελέγχουν τη μοίρα τους, τα ενήλικα κύτταρα σε ορισμένους εξαιρετικά αναγεννητικούς οργανισμούς μπορούν να επιστρέψουν σε βλαστοκύτταρα όταν ο οργανισμός τραυματιστεί, αν και αυτή η διαδικασία δεν είναι καλά κατανοητή. Επομένως, οι ερευνητές υπέθεσαν αυτό Υδρακτινία Πρέπει να δημιουργηθούν νέα βλαστοκύτταρα και να αναζητηθούν μοριακά σήματα που μπορούν να κατευθύνουν αυτή τη διαδικασία.

Όταν οι αλληλουχίες RNA έδειξαν γήρανση, οι ερευνητές σάρωσαν το γονιδίωμα Υδρακτινία Για αλληλουχίες όπως αυτές των γονιδίων που σχετίζονται με τη γήρανση στον άνθρωπο. Από τα τρία γονίδια που εντόπισαν, το ένα «ενεργοποιήθηκε» σε κύτταρα κοντά στο σημείο όπου κόπηκε το ζώο. Όταν οι ερευνητές διέγραψαν αυτό το γονίδιο, η ικανότητα των ζώων να αναπτύσσουν γηρασμένα κύτταρα μπλοκαρίστηκε.Χωρίς γηρασμένα κύτταρα, τα ζώα δεν ανέπτυξαν νέα βλαστοκύτταρα και δεν ήταν σε θέση να αναγεννηθούν.

Οι ερευνητές παρακολούθησαν τα γηρασμένα κύτταρα σε αυτό Υδρακτινία Για να μάθετε πώς αυτό το ζώο παρακάμπτει τις βλαβερές συνέπειες της γήρανσης. Απροσδόκητα, τα ζώα απέβαλαν τα γηρασμένα κύτταρα από το στόμα τους. Ενώ οι άνθρωποι δεν μπορούν να απαλλαγούν από τα γηρασμένα κύτταρα τόσο εύκολα, οι ρόλοι των γονιδίων που σχετίζονται με τη γήρανση σε αυτά κάνουν Υδρακτινία Υποδεικνύει πώς έχει εξελιχθεί η διαδικασία γήρανσης.

Εμείς οι άνθρωποι μοιραστήκαμε έναν πρόγονο την τελευταία φορά Υδρακτινία – και οι συγγενείς τους, οι μέδουσες και τα κοράλλια – είναι ηλικίας άνω των 600 εκατομμυρίων ετών και αυτά τα ζώα δεν γερνούν ποτέ. Λόγω αυτών των παραγόντων, Υδρακτινία Μπορεί να παρέχει κρίσιμες γνώσεις για τους πρώιμους προγόνους των ζώων μας. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές προτείνουν ότι η αναγέννηση μπορεί να ήταν η αρχική λειτουργία της γήρανσης στα πρώιμα ζώα.

«Ακόμα δεν καταλαβαίνουμε πώς τα γηρασμένα κύτταρα πυροδοτούν την αναγέννηση ή πόσο διαδεδομένη είναι αυτή η διαδικασία στο ζωικό βασίλειο», είπε ο Δρ Παξιβάνης. «Ευτυχώς, μελετώντας μερικούς από τους μακρινούς συγγενείς μας σε ζώα, μπορούμε να αρχίσουμε να αποκαλύπτουμε μερικά από τα μυστικά της αναγέννησης και της γήρανσης – μυστικά που μπορεί τελικά να προωθήσουν τον τομέα της αναγεννητικής ιατρικής και τη μελέτη ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία».

Αναφορά: «Ο κυτταρικός επαναπρογραμματισμός που προκαλείται από τη γήρανση οδηγεί σε αναζωογόνηση ολόκληρου του σώματος» από τους Miguel Salinas Saavedra, Gabriel Febremarsa, Helen R. Krasovec, Andreas D. Horkan και Uri Paksevanis, 30 Ιουνίου 2023, Αναφορές κυττάρων.
doi: 10.1016/j.celrep.2023.112687