Мутация сделала из мыши саламандру

Чемпионы регенерации

Необыкновенными регенеративными способностями обладают саламандры. Они не только восстанавливают поврежденные хвосты и лапы, но и отращивают почти новые глаза, мозги и сердца. Совсем недавно ученые показали, что, сколько глаза земноводным не выковыривай, все равно они вырастут заново. Даже после полутора десятков регенеративных циклов глаза старых животных обновляются так, словно они до сих пор юны: ни клеточных, ни генетических нарушений не происходит.

Впрочем, млекопитающие тоже умеют быть саламандрами. Они могут доращивать поврежденное сердце не хуже рыб или саламандр. Правда, эти эволюционные отголоски пропадают почти сразу после рождения. Взрослым млекопитающим не сравниться ни с земноводными, ни с рыбами: на месте ран формируются коллагенновые рубцы, а не аккуратные «заплатки» из комплекса тканей.

Но в лаборатории ученым удалось заставить взрослых мышей восстанавливать ткани. «У экспериментальных мышей MRL/MpJ на месте травмы (в проколотом ухе) появлялось скопление мезенхимальных клеток, из которых формировались новые ткани, - ссылаются исследователи из научных центров США на другие работы. – У животных формировалась хрящевая ткань и волосяные фолликулы, появлялись маркеры клеток костной ткани».

Команда Кристена Джонсона (Kristen Johnson) из Института Геномики (Genomics Institute of the Novartis research) пишет, что генетические особенности этих мышей были картированы, но конкретный вариант нуклеотидной последовательности генетики так и не описали. То есть, они отметили целый «букет» генетических особенностей регенерирующих мышей, но какой из «цветочков» ставит на мышиных ушах заплатки так и не выяснили. Более того, за какую-то особенность обычно отвечает не нормальный ген, а мутированный – отличающийся от того, который работает в обыкновенном здоровом организме. Поэтому ученым предстояло найти не только «цветочек», но и конкретный сорт этого «цветочка» - мутацию. Именно это и сделал Кристен Джонсон и его команда.

Заплатки для ушей

Кристен Джонсон и его коллеги вызывали мутации в мышиных зародышах. Среди новоявленных мутантов ученые искали тех, кто умел быстро и качественно заживлять раны. Для этого биологи делали в ушах пятинедельных мышей двухмиллиметровую дырку. Через двадцать две недели исследователи проверяли дырку: измеряли ее, проводили гистологический анализ ткани, искали зачатки новой шерсти.

Изучив более четырехсот выводков мышей, ученые обнаружили одну мышиную семью, в которой из поколения в поколение передавалась способность эффективно латать дырявые уши. У этих животных в течение пяти недель диаметр дырки сокращался в три раза. К двадцать второй неделе у них формировался не рубец, а добротная «ушная заплатка». В ней присутствовали и хрящевая ткань, и волосяные фолликулы, и сальные железы.

Оказалось, что за сверхрегенеративные способности отвечает точечная мутация в гене рецептора к белку, который контролирует размножение клеток - TGF-β. Именно она дарит млекопитающим возможности саламандры: рана заживает почти без рубцов, утраченая ткань восстанавливается. Замена всего лишь одного основания в этом гене приводит к тому, что стволовые клетки животного с большей вероятность формируют хрящевую ткань. Это ученые продемонстрировали в эксперименте с клеточной культурой.

«Такая модель животного может быть использована для изучения механизмов хондрогенеза (формирования хрящевой ткани) и регенерации у млекопитающих», - завершают авторы статью, опубликованную в PNAS. Исследователи отмечают, что пока они проводили эксперимент, другая группа ученых нашла иную мутацию, также повышающую регенеративные способности мышей.

Не исключено, что совместными усилиями биологи и медики научатся незаметно латать и человеческие раны.