Учёные из университета Ноттингема поделили тело плоского червя на 20 частей. Через некоторое время из клеток выросли 20 клонов существа. Зоологи решили разобраться, почему животное не умирает. В результате они обнаружили ген, который по праву можно назвать «геном бессмертия».
В статье, вышедшей в журнале PNAS, исследователи пишут, что открытие прольёт свет на возможное бессмертие стволовых клеток человека. Правда, для этого придётся обмануть процесс старения.
Плоские черви – планарии славятся своей способностью регенерировать. Старые или повреждённые ткани они просто заменяют новыми. Однако биологам не известно, как черви получают такое потенциальное бессмертие.
«Мы исследовали два типа плоских червей, которые обладают половым, как люди, и бесполым размножением. Представители второй группы просто делят тело пополам, давая жизнь двум новым организмам», — рассказывает доктор Азиз Абубэйкер (Aziz Aboobaker). Оба вида выращивают новые мышцы, кожу, внутренние органы и мозг, снова и снова.
Вообще-то стволовые клетки могут дать жизнь новым клеткам ограниченное количество раз. (Возобновимый ресурс используется, чтобы залечить рану, или во время роста живого существа, а также воспроизводства). Клетки не могут делиться бесконечно, ткани постепенно начинают стареть. Происходит это из-за укорочения теломер. Так называются концевые участки хромосом клетки, которые становятся меньше с каждым делением клетки и соответствующей передачей генетического материала. Постепенно теломеры становятся такими маленькими, что они больше не могут защищать концы ДНК. Начинаются необратимые процессы.
«Старение кожи у человека, пожалуй, самый показательный пример этого процесса. Но плоские черви каким-то образом обманывают природу. Их стволовые клетки продолжают делиться, как ни в чём не бывало», — говорит Азиз.
Логично было бы предположить, что у «бессмертных» животных теломеры никогда не изнашиваются. Доктор Абубэйкер считает, что плоские черви каким-то образом поддерживают длину кончиков хромосом во взрослых стволовых клетках.
Учёным известно, что за процесс обновления теломер отвечают ферменты теломеразы, которые «охраняют» кончики хромосом в период расцвета любого живого организма (на ранних стадиях развития). Но по мере взросления и последующего старения клетки теряют эту способность.
Исследователи определили, какой ген отвечает у плоских червей за работу теломераз, и «выключили» его. В результате они зафиксировали укорочение теломер животных. Таким образом они доказали, что ген тот. Дальнейшие опыты показали также, что черви с бесполым размножением значительно увеличивают активность этого гена при восстановлении тканей и делении организмов. Благодаря этому стволовые клетки поддерживают свои теломеры в нормальном состоянии и постепенно замещают отсутствующие ткани.
Учёные из Ноттингема решили воспроизвести эксперимент на червях с половым размножением. Однако оказалось, что «ген бессмертия» работает в их организмах по-другому, сохранить длину теломер не удалось. Несмотря на общую потенциальную способность к бесконечной регенерации, две группы червей оказались разными.
Абубэйкер полагает, что со временем плоские черви либо продемонстрируют укорочение теломер при выключении гена, либо проявят какой-то другой, отличный от ферментативного, механизм сохранения клеточной «свежести». «Мы планируем прояснить детали, а также определить, как бессмертные животные появились в ходе эволюции», — говорит Азиз.
«Это волнующее открытие вносит весомый вклад в нашу копилку знаний о процессах старения, поможет улучшить здоровье и продлить жизнь других организмов, включая человека», — добавляет профессор Дуглас Келл (Douglas Kell) из Исследовательского совета по биотехнологиям и биологическим наукам.