Американские ученые нашли в организме плоских червей особую область, стимуляция которой заставляет его отрастить вторую или даже третью голову вместо хвоста после разрезания на три части, говорится в статье, опубликованной в Biophysical Journal.
«Мы доказали, что биоэлектрические свойства тканей могут навсегда менять форму тела, заложенную в геноме, что мы можем гибко и радикально менять форму регенерируемых частей тела. Дальнейшее изучение биоэлектричества поможет нам понять, как эволюционировала форма тела животных и как его можно использовать для регенеративных терапий», — заявил Майкл Левин (Michael Levin) из университета Тафтса (США).
В последние годы ученые находят все больше свидетельств того, что устройство тела человека и других живых существ, а также особенности их поведения, задаются не только генами, но и тем, как «упакована» их ДНК и множеством других факторов, не связанных с передачей генетической информации.
В частности, за последние годы биологи выяснили, что так называемые эпигенетические метки помогают животным и растениям быстрее приспосабливаться к новым условиям среды, а проблемы с их «перезаписью» оказались связаны с предрасположенностью к гомосексуальности и суицидам среди людей.
Два года назад Левин и его коллеги выяснили, что процессом регенерации головы у червей-планарий управляют не только гены, но и электрические сигналы, которыми обмениваются клетки этих беспозвоночных при отращивании утерянного хвоста или передней части тела. Изучая этот процесс, команда Левина научилась заставлять червей отращивать «чужие» головы с совершенно иной архитектурой мозга, используя электрические сигналы, записанные при наблюдениях за ростом головы иных видов планарий.
Изучая результаты этих экспериментов, ученые попытались пойти дальше и решили вырастить червя, имеющего две головы и ни одного хвоста. Для этого ученые разрезали несколько десятков планарий на три части, отделив их головы и хвосты, и обработали этот «обрубок» спиртом октанолом, блокирующим передачу электрических сигналов между клетками.
В 25% случаев, как показали эти эксперименты, у червей выросли не новая голова и хвост, а две головы, а остальные черви, как изначально казалось ученым, развивались по нормальному сценарию. В дальнейшем выяснилось, что разрезание этих червей и их природная регенерация часто спонтанно приводила к формированию «двуглавых» особей даже через 7 месяцев после окончания эксперимента. Это говорит о наличии неких перманентных изменений в работе их организма, сохранившихся в их теле в виде некой «биоэлектрической памяти», отдельной от обычной, генетической и эпигенетической памяти.
Подобные превращения червей и способность клеток «помнить» форму тела, как считают Левин и его коллеги, указывает на то, что подобные процессы, управляющие ростом тела человека во время формирования зародыша, можно модифицировать и использовать для регенерации потерянных конечностей. Дальнейшие опыты на «двуглавых» червях, как надеются ученые, помогут понять, как можно это осуществить.
