Az apró, halhatatlan hidra édesvízi állat, amely egy egészen új állatot regenerálhat a test legkisebb rágcsájából. Általában ezt tökéletesen végzi: Egy láb, egy hosszú, vékony test és egy csápfej.
Ugyanakkor egyetlen genetikai csípéssel a kutatók szörnyű hidrákat hozhatnak létre, amelyek teljes testén teljes mértékben működőképes fejeket kelnek ki - megfelelőek egy ókori görög szörnynek nevezett állatok számára, akiknek valahol hat és kilenc feje van.
Ezek a sokfejű hidrák nem csak az őrült tudomány trükköi. A kutatók először találták ki, hogy mi tartja ellenőrzés alatt a hidrafej regenerációját. Az eredmények mindent tartalmazhatnak az emberi fejlődési tanulmányoktól a rákkutatásig.
A kikapcsoló keresése
Bár a hidrák egyszerű állatok, a testrészek újratelepítése nem jelent kisebb jelentőségű eredményt. Minden egyes regeneráció során az állatnak meg kell szerveznie a testtervét úgy, hogy csak egy feje legyen a tetején, és csak az egyik láb vagy az alaptárcsa kihajt az alján. A kutatóknak volt néhány ennek a puzzle-nek a darabja. Tudták a gént Wnt3 elengedhetetlen a fej növekedésének ösztönzéséhez. Azt is tudták, hogy molekuláris ellenőrzést kell végezni Wnt3. Ezen gátlás nélkül a hidra csak egészen fejre nőne. Azt is tudták, hogy egy adott receptor és genetikai aktivátor, a béta-catenin / TCF, a Wnt3 hogy elindítsuk a fejnövekedési folyamatot.
De hiányzott az "ki" kapcsoló. Valamit, tudták, meg kellett akadályozniuk a hidra növekedését fej után fej után - mondta Brigitte Galliot, a genfi egyetem genetika és evolúció professzora.
Tehát Galliot és kollégái vadásztak. A hidrák, planárisok vagy laposférgek közeli hozzátartozóival kezdték, akik szintén regenerálódnak. A planáris genomban 440 gént találtak, amelyek kevésbé lesznek aktívak, amikor a béta-catenin / TCF szignálokat blokkolják, és ezzel kezdték meg a többi ebben a ciklusban részt vevő gén keresését. Ezek közül 124 a hidragenomban is létezett.
Ezek közül csak öt gént találtak, amelyek a legjobban aktívak a hidra cső tetején és a legkevésbé aktívak a lábánál, vagyis a fej növekedésére specifikusnak kell lenniük. Ezen öt közül géneket keresték, amelyek a regeneráció során egyre aktívabbak lettek. Három maradt: Wnt3, Wnt5 és egy úgynevezett gént SP5.
Gondos egyensúly
A csapat már tudta ezt Wnt3 és Wnt5 megindult a fejnövelő folyamat. Tehát összpontosítottak SP5. Hamar rájöttek, hogy a béta-catenin / TCF elősegíti a SP5 - de SP5 ezenkívül elfojtja a béta-catenin / TCF jeleket is Wnt3.
Ez kissé furcsának tűnhet, de éppen az volt, amit a kutatók kerestek: egy vegyület, amely az egyébként kiszabaduló visszacsatoló hurokra képes fékezni. Munkájuk ellenőrzése céljából olyan hidrákat készítettek, amelyek nem kifejezik a SP5 gén.
"Ezek közül az állatokból 100-ban kapsz méhkapocsot" - mondta Galliot a Live Science-nek. "Ami igazán csodálatos."
Galliot és munkatársai ma (január 19-én) a Nature Communications folyóiratban számoltak be arról, hogy mi történik, amikor egy hidra új fejre szorul, Wnt3, amely ragaszkodik a béta-catenin / TCF-hez, amely egy egész gént aktivál, beleértve többet Wnt3 és SP5. Nélkül SP5, az Wnt3 tartja a ciklust, és rengeteg fej felbukkan az egész regeneráló hidrában. Ezek a fejek - mondta Galliot - teljesen működőképesek. Idegrendszerük, csápok és működő szájuk van.
Mikor SP5 van a képen, ahogy a természetben is kapcsolódik Wnt3, megakadályozva ezt az aktivátort a béta-catenin / TCF-hez történő felfedezéstől és a kötődéshez. Ennek hiányában Wnt3, a béta-catenin / TCF nem küldi ki a "fejjel!" üzenetek, és csak egy fej növekszik.
Galliot mondta, a folyamat az aktiválás és az elnyomás közötti egyensúlyról szól. És ez az, ahol a dolgok érdekessé válnak. Kiderült, hogy Wnt3 nem csak a laposférgekben és hidrákban, valamint más egyszerű, regeneráló állatokban. Emlősökben, beleértve az embereket is. Úgy tűnik, hogy a gén befolyásolja az embrionális fejlődést, ami azt jelenti, hogy funkciójának megértése segítheti a tudósokat abban, hogy megértsék, mi szabályozza az emberi korai fejlődést. Wnt3 egyrészt a rák egyik legfontosabb mozgatórugója, mondta Galliot. Lehet, hogy az SP5 A manipuláció megállíthatná az ilyen rákos elterjedést - mondta.
Ez a fajta orvosi kutatás még messze van a jövőben, de a hidra csápjainak feje mutatja az utat - mondta Galliot.
"Amit az ilyen egyszerű organizmusoktól tanulunk, az megmondja nekünk, hogy milyen tesztet tehetünk emlősökben, hogy jobban megértsük" - mondta. "Útmutatást ad nekünk."
