Исследование раскрывает механизмы самовосстановления одноклеточного организма

Новое исследование Уппсальского университета (Швеция), опубликованное в Current Biology, сообщает о новых данных о регенеративных способностях инфузории Stentor — модельного одноклеточного организма для биологии регенерации. Используя новые методы анализа экспрессии генов, учёные идентифицировали более тысячи генов, участвующих в процессе регенерации отдельных клеток Stentor.

В отличие от многоклеточных животных (например, аксолотля), которые регенерируют части тела за счёт деления клеток, одноклеточные организмы обычно погибают при значительном повреждении. Однако гигантская инфузория Stentor обладает редкой способностью к самовосстановлению. Хотя эта способность была известна, гены, ответственные за процесс, оставались невыясненными. Теперь исследовательская группа идентифицировала более 1000 генов, участвующих в восстановлении целой клетки Stentor из двух половинок.

Исследователи сосредоточились на виде Stentor polymorphus (трубач), выделенном из пруда. Клетки Stentor огромны — могут превышать 1 мм в длину, что позволяет видеть их невооружённым глазом, и имеют чёткую структуру: ротовое отверстие для питания бактериями с одной стороны и «хвост» для прикрепления — с другой.

Ранее было показано, что если разрезать клетку Stentor пополам, каждый фрагмент регенерирует в полнофункциональную клетку: одна половина достраивает ротовую часть, а другая — хвост. Используя новый метод секвенирования и количественного анализа РНК в отдельных клеточных фрагментах, учёные впервые смогли определить, какие гены участвуют в регенерации рта, а какие — хвоста.

Ключевые результаты:

• Восстановление сложной ротовой структуры задействует примерно в десять раз больше генов, чем регенерация хвостовой части клетки.
• Процесс клеточной регенерации имеет сходство с процессом клеточного деления: несколько генов, ранее связанных с делением клеток, также активировались на различных стадиях регенерации.
• В процессе участвует группа сигнальных белков — протеинкиназ. Многие из этих генов экспрессируются на специфических стадиях регенерации. Возможно, расширение этой группы сигнальных генов стало важным эволюционным шагом для возникновения способности к самовосстановлению.