Студент Техниона Антон Лившиц выяснил, может ли человек восстановиться, как гидра
Группа ученых и студентов хайфского Техниона обнаружила у крошечных гидр наличие процессов, которые помогают понять восстановление органов у человека
Гидра – это крошечный хищник длиной всего 1 см. Он живет в пресной воде и загоняет добычу себе в рот щупальцами. Гидры отличаются способностью к регенерации: целая особь может восстановиться из маленького кусочка или группы клеток. Химические сигналы в процессе регенерации позволяют ей отращивать нужные части тела – голову, щупальца и ножку.
Новое исследование израильских ученых, опубликованное в журнале Cell Reports, связывает эту способность со структурной механической памятью ее клеток. Работа подготовлена на физическом факультете Техниона профессорами Кинерет Керен и Эрезом Брауном и группой студентов, в том числе Антоном Лившицем.
"Главное открытие исследования в том, что мы обнаружили наличие структурной механической памяти. Эта память помогает гидре обновиться и стать целой действующей особью. Механические воздействия отображаются в тонких белковых волокнах, образующих клеточный скелет. Когда кусок ткани отрывается от гидры, этот волоконный скелет сохраняется и указывает клеткам правильное расположение для воспроизводства взрослой особи", - поясняет профессор Кинерет Керен.
На первом этапе оторвавшийся кусок ткани сворачивается в шарик. Это воздействует на белковые волокна и заставляет их искать баланс между сохранением скелета старой структуры и формированием новой. Новые части тела отращиваются по образованной скелетом матрице: шар превращается в цилиндр, отращивает щупальца, а в конце концов получается целая гидра.
Если специально нарушить строение скелета, это отражается на строении восстановленного животного. Исследователи нарезали гидру колечками. После сворачивания их в шар рост шел под воздействием геометрических условий сворачивания. В результате удалось получить двуглавую гидру. Но если укрепить кольца металлической проволокой, то вырастает нормальная гидра. Иными словами, на структуру регенерированного животного влияет механическая обратная связь.
Регенерация бывает не только у гидр. В организме человека также есть регенерирующие ткани, например кожа. Этим и объясняется важность исследования - оно проливает свет на процессы регенерации и, возможно, поможет в будущем создать новые лекарства и средства для восстановления кожи и органов.
