Японские ученые установили, что изменения во внешней среде клеток, вызванные метаморфозом и ростом тела, позволяют мышечным волокнам тритона дедифференцироваться для регенерации конечностей.
Биологи из Университета Цукубы изучили процесс регенерации у японского огненнобрюхого тритона (Cynops pyrrhogaster). Они отслеживали состояние мышечных волокон во время восстановления конечностей, при этом рост тела и метаморфоз экспериментально задерживались или ускорялись. Результаты показывают, что метаморфозы и рост тела необходимы для дедифференцировки мышц.
Тритоны, полуводные саламандры, как и большинство других амфибий, подвергаются метаморфозам. Это глубокое преобразование строения организма (или отдельных его органов), происходящее в ходе развития особи. Но, в отличие от своих родственников, тритоны способны к повторной регенерации конечностей — даже на взрослой стадии.
Для того, чтобы восстановить конечности, тритоны дедифференцируют в культе конечности мышечные волокна (превращают мышечные клетки обратно в стволовые) и мобилизуют их для образования мышц в регенерирующей конечности по мере их роста после метаморфоза.
В других экспериментах ученые культивировали мышцы личинок тритона с физиологически активным гормоном щитовидной железы. Оказалось, что эти волокна могут дедифференцироваться независимо от роста тела и метаморфоза. Эти результаты показывают, что мышечные волокна тритона обладают присущей им способностью к дедифференцировке, но для активации этой способности волокнам необходимы внешние факторы, объясняют автогоры работы.
Мы предполагаем, что изменения внеклеточной среды, связанные с развитием, подавляют активность миогенных стволовых клеток — клеток, которые могут дифференцироваться в мышечные волокна — и способствуют скрытой способности мышечных волокон к дедифференцировке.
Чикафуми Чиба, профессор Университета Цукубы и соавтор исследования
Авторы работы считают, что результаты этого исследования помогут лучше понять процессы регенерации, а также разработать методы восстановления поврежденных мышц у человека на основе регенерации.
Изображение на обложке: Wuchthans
Читать далее:
Ученые сняли на видео странное существо с щупальцами, которое приняли за цветок
На Луне нашли место, где всегда сохраняется комфортная для человека температура
Появился ИИ, который наблюдает за процессами и предлагает новые законы физики