Ученые решили дилемму Спалланцани

Новоземельные тритоны — мастера регенерации. Ни одно другое животное не может сравниться с их способностью восстанавливать утраченные части тела, включая конечности, хвост, спинной мозг, части глаза (например, сетчатку и хрусталик), мозг, сердце и челюсти. Когда тритон теряет, например, ногу, на культе формируется масса клеток — бластема, из которой в конечном итоге регенерирует новая, полностью функциональная конечность.

Исследование под руководством Чикафуми Чибы из Университета Цукубы (Япония) и Панайотиса Цониса из Университета Дейтона (Огайо), опубликованное в престижном журнале Nature Communications, пролило свет на исключительную регенеративную способность тритона.

Ключевое открытие: механизм регенерации у личиночного тритона отличается от того, который используется после метаморфоза. Это было обнаружено с использованием трансгенных тритонов, методы создания которых были разработаны недавно.

Используя трансгенных японских огнебрюхих тритонов, команда смогла отследить разные типы мышечных клеток во время регенерации конечности у личиночных и прошедших метаморфоз животных. Ученые встроили в эмбрионы ген, активный в клетках скелетных мышечных волокон (SMFCs), связав его с красным флуоресцентным белком.

Эксперименты показали:

• У личинок новая мышца в регенерационной ткани образуется в основном из мышечных стволовых/клеток-предшественников (MPCs), а не из клеток скелетных мышечных волокон.
• После метаморфоза клетки скелетных мышечных волокон в культе временно возвращаются в более примитивное состояние (дедифференцируются). Затем они снова входят в клеточный цикл и proliferate, чтобы произвести больше мышечных клеток.

Как объясняет ведущий автор Хибики Танака: «Личиночные тритоны используют стволовые клетки/клетки-предшественники для образования новой мышцы в регенерированной конечности, в то время как тритоны после метаморфоза рекрутируют для той же цели клетки мышечных волокон в культе».

Дополнительные эксперименты с трансплантацией тканей показали, что основные ткани конечности взрослой особи (кожа, кость, мышцы и нервная ткань) точно воспроизводят себя при регенерации.

Чикафуми Чиба резюмирует: «Тритон переключает клеточный механизм регенерации конечности с механизма на основе стволовых клеток/предшественников (личиночный режим) на механизм на основе дедифференцировки (взрослый режим) по мере перехода через метаморфоз». Он отмечает, что изучение этих стратегий, несомненно, даст ключи к пониманию регенерации у других видов, включая млекопитающих.