Ситна, бесмртна хидра је слатководна животиња која може да регенерише потпуно нову животињу из само најситнијег клизача свог тела. Обично то иде савршено: Једно стопало, једно дугачко мршаво тело и једна глава у облику шиљка.
Али једним генетским промером, истраживачи могу створити монструозне хидре који пуштају потпуно функционалне главе по својим телима - погодне за животињу која је добила име по грчком чудовишту које је имало између шест и девет глава.
Ове многоглаве хидре нису само трик из луде науке. По први пут су истраживачи схватили шта контролира регенерацију главе хидре. Налази би могли да употријебе све, од људских развојних студија до истраживања рака.
Потрага за искљученим прекидачем
Иако су хидре једноставне животиње, поновно прикупљање делова тела није мало постигнуће. Сваком регенерацијом животиња мора да организује свој телесни план тако да само једна глава заврши на врху, а само једна нога, или базални диск, нарасте на дну. Истраживачи су имали неке од делова ове слагалице. Знали су ген Внт3 је пресудно за подстицање раста главе. Они су такође знали да мора да се изврши нека молекуларна провера Внт3. Без те инхибиције, хидра би само порасла главама. Такође су знали да одређени рецептор и генетски активатор, звани бета-катенин / ТЦФ, активира Внт3 за покретање процеса раста главе.
Али недостајали су им прекидач. Нешто су, знали су, морали да спрече да хидра расте главу за главом, рекла је Бригитте Галлиот, професорица генетике и еволуције на Женевском универзитету.
Тако су Галлиот и њене колеге отишли у лов. Започели су са блиским рођаком хидра, планаријана или равних глиста, који се такође регенеришу. У планаријском геному пронашли су 440 гена који постају мање активни када су бета-катенин / ТЦФ сигнали блокирани, што им даје почетну тачку за тражење других гена укључених у овај циклус. Од тога је 124 постојало у хидром геному.
Од њих су пронашли само пет гена који су најактивнији на врху тубуларног тела хидре и најмање активни у њеном подножју, што значи да су морали бити специфични за раст главе. Међу тим петорицама тражили су гене који су током регенерације постали све активнији. То је остало три: Внт3, Внт5 и звани ген Сп5.
Пажљива равнотежа
Тим је то већ знао Внт3 и Внт5 Процесао се процес раста. Тако да су се фокусирали на Сп5. Убрзо су открили да бета катенин / ТЦФ подстиче активност Сп5 - али Сп5 такође смањује бета-катенин / ТЦФ сигнале потискивањем Внт3.
Ово можда звучи мало чудно, али управо су истраживачи тражили: једињење које би могло ставити кочнице на иначе заосталу петљу за повратне информације. Да би проверили свој рад, узгајали су хидраужне инжењере да их не изразе Сп5 ген.
"У 100 ових животиња добијете ектопичне главе", рекао је Галлиот за Ливе Сциенце. "Што је заиста невероватно."
Оно што се догађа, Галлиот и њене колеге известиле су данас (19. јануара) у часопису Натуре Цоммуницатионс, да се када хидри треба нова глава, ослобађа Внт3, који се држи за бета-катенин / ТЦФ, који активира читав геном, укључујући више Внт3 и Сп5. Без Сп5, тхе Внт3 одржава циклус, а тоне глава се подижу по обнављајућој хидри. Ове главе, рекао је Галлиот, потпуно су функционалне. Имају нервни систем и пипке и радна уста.
Када Сп5 на слици је, као у природи, на коју се веже Внт3, задржавајући тај активатор у проналажењу и везивању за бета-катенин / ТЦФ. У одсуству Внт3, бета катенин / ТЦФ престаје да шаље „правите главу!“ поруке, а расте само једна глава.
Процес, рекао је Галлиот, односи се на равнотежу између активирања и репресије. И ту ствари постају занимљиве. Испада да Внт3 није само у плодовима и хидрама и другим једноставним, регенерирајућим животињама. Такође је код сисара, укључујући и људе. Чини се да ген утиче на ембрионални развој, што значи да би разумевање његове функције могло помоћи научницима да схвате шта контролише рани човеков развој. Внт3 такође је пресудан покретач неких врста рака, рекао је Галлиот. То би могло бити то Сп5 манипулација би могла зауставити ширење таквих карцинома, рекла је она.
Такво медицинско истраживање још је далеко у будућности, али главе хидрине шипкастог клина упућују пут, рекао је Галлиот.
„Оно што научимо од једноставних организама попут овог, говори нам какав тест можемо да урадимо на сисарима да бисмо га боље разумели“, рекла је. "То нам даје смер."
