БиологияНовости

Исследователи, возможно, нашли ключ к бессмертию у медуз

Turritopsis dohrnii, эта крошечная медуза из теплых морей завораживает ученых, поскольку она является одним из немногих видов, обладающих секретом бессмертия. При условии, что она не столкнется с хищниками, этот книдарий, в частности, сможет обратить вспять свой цикл старения, когда достигнет зрелости, снова стать полипом, и это на неопределенный срок! Однако биомолекулярные механизмы, определяющие эту невероятную способность, до сих пор в значительной степени не поняты. После десятилетий исследований испанские ученые, возможно, наконец-то раскрыли тайну, обнаружив потенциальные гены, которые делают медуз бессмертными. Сравнив её геном с геномом аналогов (не обладающих такими же способностями), исследователи обнаружили, что она обладает специфическими генами, которые подавляют экспрессию так называемых белков поликомба, и ещё одним, который активирует плюрипотентность — процессы, которые, как считается, лежат в основе её способности обращать жизненный цикл.

Turritopsis dohrnii - небольшая медуза, около 1 см в диаметре, которая особенно любит теплые моря и в изобилии встречается в Японском и Средиземном морях. Наряду со своим родственником Turritopsis nutricula, это один из немногих известных видов, обладающих способностью быть биологически бессмертными. В частности, она способна возвращаться в половозрелое личиночное состояние из половозрелого, фертильного взрослого состояния.

Она начинает жизнь в виде планулы, а затем поселяется на кораллах и каменистом дне в океанах и порождает колонии полипов. На этой стадии вид все еще бесполый и является клоном всех тех, которые родились из той же планулы. Затем она развивается в более сложную и разветвленную форму и отделяется от своей породы, чтобы стать взрослой, половозрелой медузой. В таком состоянии, при воздействии биологического стресса, он обращает свой цикл старения вспять, возвращаясь в состояние полипа и образуя новую колонию.

Теоретически, эта способность обращать жизненный цикл вспять может повторяться бесконечно. Предыдущие эксперименты японских исследователей, похоже, подтверждают эту теорию, когда в 2011 году они смогли наблюдать омоложение Turritopsis nutricula десять раз подряд. Кроме того, этот вид, по-видимому, обладает впечатляющей способностью адаптироваться к окружающей среде, так как его морфология отличается в зависимости от местности, где он обитает.

Географическое происхождение и схема жизненного цикла T. rubra (слева) и T. dohrnii (справа). Светло-голубые стрелки указывают на типичный жизненный цикл, а темно-синие — на альтернативную онтогенную инверсию T. dohrnii.

Однако эти способности служат им только в том случае, если их не схватят тысячи хищников. Будучи маленьким и хрупким видом, он может стать жертвой других более крупных медуз, рыб, ракообразных и т.д. или подвергнуться болезни на стадии медузы. Это, в конечном счете, обеспечивает ему относительно короткую продолжительность жизни, несмотря на его бессмертие.

Тем не менее реверсия жизненного цикла (LCR) у этого вида является очень активной областью исследований, особенно в области биологии старения, чтобы изучить возможности применения у других видов, включая человека. Многие гипотезы предполагают, что омоложение у Turritopsis dohrnii происходит через процесс развития клеток, включая трансдифференциацию, изменение дифференцированного состояния клеток в новые типы клеток. Однако биомолекулярные механизмы, управляющие этим циклом трансдифференцировки, еще не до конца изучены. Новое исследование, опубликованное в журнале PNAS, возможно, наконец, раскрыло ключ к LCR медузы с помощью геномного секвенирования. Определенные гены, присутствующие у Turritopsis dohrnii и отсутствующие у ее аналогов, могут быть потенциальными факторами.

Секвенирование набора из 1000 генов

Чтобы обнаружить гены, характерные для Turritopsis dohrnii, исследователи из Университета Овьедо (Испания) секвенировали и сравнили большой набор из почти 1 000 генов, связанных со старением и восстановлением ДНК. В частности, геном этого вида был сравнен с геномом Turritopsis rubra и других книдарий, не обладающих способностью к LCR. В ходе сравнений они обнаружили специфический транскриптом (представляющий собой всю РНК, присутствующую в клетке в определенный момент времени), который запускается на стадии процесса инверсии жизненного цикла T. dohrnii.

"Мы выявили варианты и расширения генов, связанных с репликацией, репарацией ДНК, поддержанием теломер, окислительно-восстановительной средой, популяцией стволовых клеток и межклеточной коммуникацией", — пишут исследователи в своем исследовании. "Кроме того, мы обнаружили деактивацию мишеней репрессивного комплекса polycomb 2 и активацию мишеней плюрипотентности во время LCR, что указывает на то, что эти транскрипционные факторы являются индукторами плюрипотентности у T. dohrnii", — добавляют они.

По мнению экспертов, эти процессы являются ключевыми для омоложения Turritopsis dohrnii. Однако следует отметить, что даже эти вновь обнаруженные гены не обязательно являются точными факторами в LCR медузы T. dohrnii. Для подтверждения гипотезы необходимы дополнительные исследования.

Подпишитесь на нас: Яндекс.Новости / Вконтакте / Telegram
Back to top button