Светящиеся в темноте черви могут пролить свет на секреты регенерации тканей
Флуоресцентные белки позволяют учёным заглядывать внутрь червя, пока тот регенерирует
Целый трёхполосный пантерный червь, с генетически модифицированными мышцами
В 1961 году учёные нашли у медуз ген, отвечающий за свечение в ультрафиолете. В природе он встречается в том числе и у кораллов. Теперь его часто используют для изучения живых организмов путём генных модификаций. Недавно учёные из Гарварда ввели этот ген трёхполосному пантерному червю (Hofstenia miamia), чтобы разобраться, каким образом у него регенерируют ткани. Работа опубликована в журнале Developmental Cell.
Ограниченная регенерация есть у многих животных — волосы, ногти, сращивание костей. Но некоторые из них демонстрируют уникальные способности. Саламандра может отрастить потерянную конечность, геккон — хвост, рыбка данио-рерио — починить плавник, сердце, сетчатку, поджелудочную железу, мозг и позвоночник. Плоских червей, медуз или актинию вообще можно разрезать пополам, и они восстановятся.
Трёхполосного пантерного червя, названного так из-за трёх кремовых полосок на теле, и похожего на толстую рисинку, можно вообще разрезать на три части, после чего каждая из них вырастет в целого червя в срок около восьми недель. Они водятся в Карибском бассейне, на Багамах, Бермудах и Японии. Это прожорливые хищники, в отсутствии еды не брезгующие даже собственными собратьями.
Манси Шривастава, специалист по эволюционной биологии из Гарвардского университета, изучает этих червей с 2010 года. Биологи собрали группу червей на Бермудах, привезли в лабораторию, и выяснили, в каких условиях им комфортно жить и чем питаться (черви предпочитают артемий).
В 1960-х годах кто-то уже заметил, что черви могут отращивать отрезанную голову. Шривастава, работавшая в 2010-х в лаборатории Питера Реддьена, вместе с ним установила, что черви вообще могут регенерировать любую часть своего тела.
В 2019 году Шривастава, уже руководящая собственной лабораторией, опубликовала полную расшифровку генома пантерного червя, и выделила «ДНК-переключатели», отвечающие за регенерацию. В частности, она нашла некодирующую секцию ДНК, управляющую активацией особого гена, отвечающего за регенерацию, или раннюю реакцию роста (early growth response, EGR). Без активации EGR регенерация не включается.
Чтобы лучше понять процесс регенерации червя, биологи разобрались, как ввести в их ДНК зелёный флуоресцентный протеин (GFP), способный светиться после воздействия на него ультрафиолета. Теперь у них есть популяция червей, у которых мышцы светятся в ультрафиолете, и которые способны передавать это свойство следующим поколениям.
Пока что это позволило лучше понять структуру мышц — то есть, как именно мышечные волокна червя соединяются друг с другом и с другими клетками. Оказалось, что они перекручиваются, создавая столбики, из которых возникает относительно жёсткая решётка, по свойствам напоминающая скелет. Теперь нужно понять, отвечают ли мышцы только за поддержание структуры, или же они каким-то образом участвуют в хранении или передачи информации о регенерации.
