Биологи из Калифорнийского университета изучили и описали экспрессию генов во время регенерации головы у гидры. Они выяснили, что изменения в структуре эпигенетических меток играют ключевую роль в процессе регенерации головы у этих животных. Открытие, надеются ученые, поможет разобраться в важных аспектах эволюции, таких как образование нервной системы.
Гидры являются одним из примеров «бессмертных» существ. Стволовые клетки гидры, если они полностью не уничтожены в пищеварительной системе хищника или не сожжены, могут воспроизводиться бесконечно. Исследования показали, что этот процесс происходит за счет эпигенетических факторов — того, где находятся гены, как они регулируются и взаимодействуют с окружающей средой и с другими участками генома.
Команда ученых под руководством научного сотрудника Калифорнийского университета Айде Масиас-Муньос провела серию опытов, в ходе которых они наблюдали, как менялась динамика экспрессии генов гидр в ходе регенерации. Они выяснили, что регенераций головы гидры сопровождается значительными изменениями в структуре белковой обертки нескольких сотен генов, которые управляют делением и миграцией клеток животного, и, следовательно, повышением или понижением их активности.
Изменения были обнаружены в структуре белковой обертки ДНК в участках Ks1, EDIL3 и ZFN681 и рядом с генами из семейства Wnt. Ученые пришли к выводу, что эти сегменты генома имеют ведущее значение в формировании конечностей. Наблюдения также показали, что процессы регенерации головы гидры и почкования оказались совершенно разными.
«Программа регенерации оказалась значительно сложнее почкования. Очевидно, что программы формирования тканей тела появились еще до того, как разделились предки гидр и всех других многоклеточных животных», — заявила Масиас-Муньос.
Это открытие открывает новые возможности для выяснения ключевых аспектов эволюции животных, таких как формирование нервной системы. Кроме того, команда надеется, что с его помощью в будущем регенерацию можно будет запустить и в теле человека.
