Обнаружен ген, активирующий стволовые клетки для регенерации органов у планарий

Исследователи обнаружили ген zic-1, который позволяет стволовым клеткам плоских червей планарий заново отрастить голову после декапитации. Профессор Кристиан Петерсен и аспирантка Констанца Васкес-Дурман из Северо-Западного университета открыли zic-1, изучая планарий — животных, использующих плюрипотентные стволовые клетки для восстановления любой утраченной из-за травмы ткани. Исследование «zic-1 Expression in Planarian Neoblasts after Injury Controls Anterior Pole Regeneration» опубликовано в PLOS Genetics.

Многие виды в животном царстве способны к регенерации, но механизмы, связывающие повреждения с активацией стволовых клеток и образованием новых тканей, до конца не изучены. Биологи развития установили, что в раннем эмбрионе большинство животных используют «тканевые организаторы» — клетки, секретирующие белки для межклеточной коммуникации при формировании органов. Однако было неясно, как такие организаторы могут создаваться с нуля для регенерации у взрослых особей, таких как планарии.

Ключ к решению дало предыдущее исследование Петерсена, которое идентифицировало секретируемый белок Notum как компонент тканевого организатора, необходимого для регенерации головы у планарий. Notum стимулирует регенерацию головы, ингибируя сигнальный путь Wnt — широко используемый путь межклеточной коммуникации. Васкес-Дурман и Петерсен обнаружили, что экспрессия белка Notum и регенерация головы требуют наличия гена zic-1, который кодирует ДНК-связывающий белок, активируемый в стволовых клетках вскоре после декапитации.

Стволовые клетки человека в конечном итоге могут быть использованы для создания или восстановления сложных тканей, но большинство текущих исследований сосредоточено на их способности создавать отдельные типы клеток in vitro. Исследование Петерсена выявляет потенциально древнюю связь между сигнализацией Wnt и геном zic-1 в использовании стволовых клеток для координации регенеративного роста. Это позволяет предположить, что стволовые клетки человека когда-нибудь смогут быть использованы для создания тканевых организаторов, чтобы улучшить восстановление после травм.