Naukowcy odtwarzają ogon jaszczurki dzięki technologii komórek macierzystych

Lisa Rapaport

Nov. 5, 2021 -- Naukowcy wykorzystali edycję genów w zarodkowych komórkach macierzystych jaszczurek, aby pomóc dorosłym jaszczurkom w regeneracji odciętych ogonów, co czyni je gatunkiem najbliższym człowiekowi w regeneracji utraconych przydatków.

Jaszczurki mają reputację opuszczania ogonów w samoobronie, kiedy są atakowane, rozpraszając drapieżniki na tyle długo, by mogły uciec. Jaszczurki mogą żyć, by walczyć kolejnego dnia, ale nowy ogon, który im rośnie, nie jest taki sam jak stary. To chrzęstna rurka bez kręgosłupa i nerwów potrzebnych do większości ruchów.

Jak wynika z ustaleń opublikowanych w czasopiśmie Nature Communications, naukowcy użyli komórek macierzystych modyfikowanych genetycznie do odtworzenia ogona u wszystkich samic gekona, nakłaniając je do wytworzenia nowego ogona z nerwami i kośćmi.

Podczas rozwoju ogona, badacze odkryli, że specyficzne embrionalne komórki macierzyste napędzają produkcję kompletnego ogona, używając różnych sygnałów do promowania wzrostu chrząstki wzdłuż dolnej części, ale kości i tkanki nerwowej wzdłuż górnej części ogona.

Jednak w przypadku wymiany ogona, dorosłe wersje tych komórek macierzystych aktywnie sygnalizują, aby zablokować tworzenie kości i nerwów i zachęcić do rozwoju tylko chrząstki. W rezultacie powstaje chrząstkowy wyrostek o ograniczonej możliwości poruszania się.

Kiedy badacze zablokowali te sygnały dorosłych komórek macierzystych, jaszczurki nadal nie odrastały z pełnym ogonem. Wszczepienie embrionalnych komórek macierzystych do dorosłych końcówek ogona również nie przyniosło efektu. Rozwój kości i tkanki nerwowej był nadal zablokowany.

Naukowcy nie byli jednak całkowicie zdeterminowani. Wykorzystali narzędzia do edycji genów, tworząc komórki embrionalne, które nie reagowały na sygnały blokujące rozwój tkanki kostnej i nerwowej. Po wszczepieniu takich komórek jaszczurki odzyskały ogony z kośćmi, nerwami i chrząstkami.

Jest daleki od pewności, że to podejście może prowadzić do odrastania wyrostków u innych gatunków, w tym ludzi. Pokazuje jednak, jak zrozumienie tych wczesnych procesów w rozwoju może wzbogacić zestaw narzędzi naprawczych dla dorosłych.