Мексиканская слепая рыба со шрамом на сердце
Ученые изучают слепую полупрозрачную рыбу размером с гуппи, обитающую в пещерных системах северной Мексики, чтобы понять, почему одни животные могут регенерировать сердце, а у других образуется рубец. Их исследование опубликовано 20 ноября в журнале Cell Reports.
«Миллионы лет назад некоторые рыбы, жившие в реках на поверхности, попали в пещеры, оказались в ловушке при отступлении уровня рек и потеряли зрение и пигментацию, адаптируясь к пещерной жизни», — говорит соавтор исследования Матильда Моммерстиг, специалист по биологии развития из Оксфордского университета. «Мы обнаружили, что, как и рыбки данио-рерио, речные поверхностные рыбы регенерируют сердце, в то время как некоторые пещерные рыбы не могут этого сделать и образуют постоянный рубец. Мы представляем мексиканскую пещерную рыбу как новую модель для исследования регенерации сердца».
Команда Моммерстиг разводила как поверхностных, так и пещерных рыб в лаборатории, проводя некоторым из них операцию по удалению части сердца. После операции у поверхностных рыб ткань медленно восстанавливалась, а у пещерных рыб образовывался рубец. При скрещивании пещерных рыб с поверхностными и проведении операции их потомство демонстрировало разную степень регенерации, что указывает на наследуемость этой способности у данных рыб.
Исследователи изучили роль гена lrrc10 — загадочного гена, уникального для сердечной мышцы, который есть у этих рыб, мышей и людей, — используя модели нокаута и анализ локусов количественных признаков (quantitative trait locus analysis). Они обнаружили, что lrrc10 и три сегмента ДНК могут играть роль в регенерации сердца.
«Анализ локусов количественных признаков — это метод, который позволил нам выяснить, какая часть всей ДНК поверхностных рыб наиболее важна для регенерации сердца», — говорит соавтор исследования Ёсиюки Ямамото, биолог развития из Университетского колледжа Лондона. «Мы определили три региона в ДНК, которые содержат гены, определяющие разницу между регенерацией и образованием рубца после повреждения сердца».
Следующим шагом исследователей станет поиск конкретных генов в этих регионах, которые являются ключевыми регуляторами регенерации сердца.
«Следующий шаг — выяснить, по какой причине поверхностные рыбы могут регенерировать сердце, а пещерные — нет», — говорит Моммерстиг. «Что произошло в процессе их адаптации к пещерной жизни, что остановило регенерацию сердца?»