Австрийские исследователи обнаружили клеточные механизмы, позволяющие аксолотлям полностью восстанавливать утраченные конечности в течение восьми недель.
В ходе исследования ученые смогли установить, как клетки этих земноводных сохраняют информацию о своем положении в организме для точной регенерации тканей. Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature.
При повреждении конечности у аксолотля активируются специфические сигнальные пути. Клетки передней части конечности продуцируют фактор FGF8, тогда как клетки задней части вырабатывают белок Shh. Взаимодействие этих сигнальных молекул обеспечивает корректное восстановление тканей.
Ключевым открытием стало выявление роли гена Hand2, который находится исключительно в задней части конечности. Этот ген функционирует как позиционный маркер, активируя Shh после травмы и тем самым сохраняя у клеток информацию об их локализации.
Экспериментальные данные продемонстрировали, что повреждение вызывает увеличение экспрессии Hand2 в клетках задней части, что приводит к активации Shh. Клетки, находящиеся ближе к источнику Shh, формируют задние структуры, тогда как более удаленные — передние. После завершения регенерации уровень Hand2 возвращается к исходному состоянию.
Для подтверждения гипотезы исследователи провели трансплантацию клеток из передней в заднюю часть конечности. Пересаженные клетки изменили свою программу развития, приняв характеристики задних клеток, что подтвердило роль локальных сигналов в определении позиционной информации.
Полученные результаты имеют потенциальное значение для медицины, учитывая наличие гена Hand2 у человека. Разработка новых методов генетического анализа позволила преодолеть технические сложности, связанные с большим размером генома аксолотля.
