Laboratorijā radītas sīkas būtnes ar vairākām galvām (1)

Tagad ar vienu ģenētisku triku zinātnieki spēj radīt monstrus ar vairākām pilnībā funkcionējošām galvām, kas pilnībā attaisno būtnes vārdu, proti, sengrieķu mitoloģijā Hidra bija nezvērs ar sešām līdz deviņām galvām.

Tomēr tas nav tikai “trako zinātnieku” triks. Pirmo reizi vēsturē zinātnieki ir noskaidrojuši, kas kontrolē hidras galvas reģenerāciju. Šis atklājums var būt ļoti nozīmīgs cilvēka attīstības un vēža pētniecībā, rakstīts pētījumā, kas publicēts zinātniskajā žurnālā "Nature".

Lai arī hidras ir ļoti vienkāršas radības, spēja reģenerēt dažādas ķermeņa daļas ir ļoti apbrīnojama un sarežģīta. Katru reizi, kad nepieciešams reģenerēties, hidrai ir jāorganizē viss ķermeņa plāns, lai rezultātā pareizajās vietās būtu viena galva, kāja un ķermenis. Zinātnieki iepriekš jau zināja, ka par galvas augšanu ir atbildīgs gēns “Wnt3”, tomēr pastāvēja arī nojauta, ka hidra molekulārā līmenī kontrolē šo gēnu, jo citādi hidra būtu kā nosēta ar galvām. Turklāt zinātnieki bija identificējuši īpašu receptoru un ģenētisko aktivatoru “beta-catenin/TCF”, kurš atbild par gēna “Wnt3” aktivizēšanos.

Pētnieki nezināja, kur atrodas šī reģenerācijas procesa “izslēgšanas poga”, kas atbildētu par to, lai hidrai neizaugtu vairāk par vienu galvu. Tieši tāpēc ģenētikas un evolūcijas profesore Bridžita Galiota (Brigitte Galliot) ar kolēģiem sāka meklējumus.

Vispirms pētnieki aplūkoja planārijas jeb plakantārpus, kas ir tuvi hidru radinieki un arī spēj reģenerēties. To genomā tika atrasti 440 gēni, kas kļūst mazāk aktīvi, kad “beta-catenin/TCF” signāli tiek bloķēti. Tas deva pavedienu citu gēnu meklējumos, kas ir iesaistīti šajā ciklā. 124 no šiem gēniem atradās arī hidras genomā.

No šiem gēniem savukārt hidras galvas rajonā aktīvi bija tikai pieci, kas liecināja par to, ka tiem ir nozīmīga loma galvas augšanā. No šo gēnu vidus tika izšķirti trīs gēni, kas bija īpaši aktīvi reģenerācijas procesā, - “Wnt3”, “Wnt5” un “Sp5”.

Tā kā pirmie divi gēni pētniekiem bija jau zināmi, viņi fokusējās uz gēnu “Sp5” un drīz atklāja, ka “beta-catenin/TCF” rosina šā gēna aktivitāti, kamēr “Sp5” mazina “Wnt3” aktivitāti.

Tieši to arī zinātnieki meklēja. Savienojumu, kas ierobežo augšanas gēna aktivitāti. Lai pārbaudītu, vai viņiem ir taisnība, zinātnieki “izslēdza” gēnu “Sp5”.

“100 procentos gadījumu hidras ieguva vairākas papildu galvas, kas ir apbrīnojami,” teica Galiota.

Lai arī šā atklājuma izmantošana medicīnā vēl ir tāla nākotne, tomēr pirmais solis ir sperts.

“Tas, ko mēs iemācāmies no tik vienkāršiem organismiem kā šis, ir labāka zīdītāju augšanas procesu izprašana,” piebilda Galiota.