Что рыбы могут рассказать ученым о регенерации конечностей? Как оказалось, совсем немного.
В текущем выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences ученые Мичиганского государственного университета показали, что зубастая пресноводная рыба щука может раскрыть множество секретов эволюции - даже возможные генетические схемы регенерации конечностей у людей.
Ученые знали, что у саламандр могут отрастать полные конечности после ампутации. Тем не менее, Инго Брааш, доцент кафедры интегративной биологии МГУ, и его команда первыми изучили, как щука и другие рыбы восстанавливают целые плавники. Что еще более важно, исследователи сосредоточились на том, как они восстанавливают эндохондральные кости в своих плавниках, которые являются эквивалентами человеческих рук и ног.
«Гар часто считают «рыбой-динозавром» из-за их телосложения, напоминающего предка», - сказал Брааш. «Они становятся популярным новым исследовательским организмом для биомедицинских исследований, в основном потому, что геном гара очень похож на геном человека».
Саргана называют «мостовым видом», так как его геном похож как на рыбок данио, часто используемых в качестве генетической модели для медицинских достижений человека, так и на людей, открытие, в котором руководил Брааш. Гар развивается медленно и сохранил в своем геноме больше элементов предков, чем другие рыбы. Это означает, что помимо того, что они служат мостом для людей, гар также является отличным связующим звеном с глубоким прошлым.
Итак, изучая, как рыбы восстанавливают плавники, команда Брааша точно определила гены и механизмы, ответственные за отрастание. Когда они сравнили свои выводы с геномом человека, они сделали интересное наблюдение.
«Гены, ответственные за это действие у рыб, также в значительной степени присутствуют у людей», - сказал Брааш. «Однако отсутствуют генетические механизмы, которые активируют эти гены у людей. Вполне вероятно, что генетические переключатели, которые активируют гены, были утеряны или изменены в ходе эволюции млекопитающих, включая человека».
Эволюционно говоря, это предполагает, что последний общий предок рыб и четвероногих, или четвероногих позвоночных, уже приобрел специализированную реакцию на регенерацию придатков, и что эта программа сохранилась в ходе эволюции у многих видов рыб, таких как а также саламандр, добавил он.
Продолжение исследований этих ключевых генов и отсутствующих механизмов может в конечном итоге привести к некоторым революционным медицинским достижениям.
«Чем больше мы изучаем эти общие черты среди позвоночных, тем больше мы можем сосредоточиться на основных целях для пробуждения этой программы регенеративной терапии у людей», - сказал Брааш.«Такие непосредственные биомедицинские достижения остаются в отдаленном будущем, но исследования регенерации плавников у рыб будут продолжать открывать многое о регенеративном потенциале позвоночных».