Генетики раскрыли один из секретов «неубиваемой» саламандры ( 1 фото )

Аксолотли — маленькие водные саламандры, которые обладают суперспособностью заново отращивать практически любую часть своего тела от лап и хвоста до глаз, тканей сердца, спинного мозга и других органов. В новом исследовании ученые из Стэнфордского университета наконец разгадали тайну уникального восстановления у аксолотлей.

Оказалось, что амфибии имеют отличную от других версию молекулы mTOR, которая при травмах запускает производство необходимых для регенерации белков.

Такие животные, как аксолотли, особенно интересуют научное сообщество. Специалисты пытаются найти способ сделать подобную регенерацию доступной и для человека: как для более эффективного заживления ран, так и для восстановления утраченных конечностей. По статистике, самые частые причины потери конечностей — это травмы (например, в результате ДТП), и болезни, как сахарный диабет, которые поражают сосуды. Сегодня проблему восстановления решают только с помощью протезирования.

В ходе экспериментов команда обратила внимание, что у аксолотлей «слишком много» молекул матричной РНК (мРНК), которые содержат генетические инструкции для производства белков. Хотя обычно у животных стресс, сопутствующий получению травмы, снижает выработку белка, чтобы сэкономить энергию.

Затем ученые выяснили, что клетки аксолотлей заранее создают запасы мРНК на трудные времена — эти хранилища объясняют скорость, с которой начинает происходить синтез белка. Но было неясно, что их активирует, заставляя прикрепляться к рибосомам после утраты части тела.

Оказалось, что большинство из накопленных мРНК имели последовательность нуклеотидов на одном конце, которая регулируется ферментом mTOR — компонентом одноименных белков. Ученые сравнили белок mTOR аксолотля и других млекопитающих: известно, что у людей и мышей он активируется для выработки белков только при избытке питательных веществ. Однако у аксолотлей после повреждения клеток mTOR сверхчувствительно реагировал даже на небольшое количество питания и «включал» клеточные фабрики по производству белков.

«Обнаружение этого генетического изменения было шоком, так как mTOR — древний фермент, который одинаков практически во всех организмах. Но у аксолотлей мы наблюдали эволюцию новых последовательностей и структуры, которая изменила их фундаментальные свойства».- Олена Жулин, доцент кафедры молекулярной генетики в Университете Торонто

Сочетание запасов готовых мРНК с особым высокочувствительным белком mTOR в итоге приводит к тому, что после получения сильного повреждения аксолотли могут быстро вырабатывать белки для восстановления нужных тканей.

Хотя mTOR чувствителен к стимуляции, он не гиперактивен — не активнее, чем у млекопитающих. Это важно, так как гиперактивность данного белка ведет к росту раковых опухолей. У mTOR аксолотлей она отсутствует, в результате чего они устойчивы к онкозаболеваниям.

По словам авторов, это открытие — шаг вперед в понимании того, как можно манипулировать путем mTOR, чтобы развивать регенеративный потенциал у людей.

Результаты опубликованы в журнале Nature.

Обсуждаем околополитические темы на моем канале "Гражданин на диване", а интересную и познавательную информацию читаем на канале "Таблетка для головы".