13:22 2022-05-19
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Când apare gena echinocțiului, repararea trece în recreștere
_ Când gena echinocțiului apare, repara tranzițiile în recreștere
Atunci când animalele suferă o rănire mare, cum ar fi pierderea unui membru, organismul începe imediat un răspuns de vindecare a rănilor care include sigilarea locului rănii și repararea daunelor locale. La multe animale, inclusiv la oameni, atunci când locul rănii este îngrijit, acest răspuns se termină. Cu toate acestea, la unele animale, răspunsul inițial la răni trece curând într-o altă etapă de vindecare: regenerare, refacerea părților pierdute.
Membru al Institutului Whitehead Peter Reddien, de asemenea profesor de biologie la MIT și Howard. Hughes Medical Investigator (HHMI), a studiat de mult un vierme plat cunoscut sub numele de planaria (Schmidtea mediterranea), capabil să recrească orice parte a corpului său, pentru a înțelege mecanismele care stau la baza regenerării. O nouă cercetare de la personalul de știință M. Lucila Scimone, studenții absolvenți Jennifer Cloutier și Chloe Maybrun și Reddien identifică o genă nedescrisă anterior, echinocțiul, ca jucând un rol cheie în inițierea tranziției de la etapa inițială de vindecare a rănilor la etapa de regenerare la planari. Lucrarea, publicată în Nature Communications pe 18 mai, dezvăluie și un rol important pentru epiderma plăgii, pielea care crește pentru a acoperi locul unei plăgi, în inițierea regenerării. Descoperirea a ceea ce permite animalelor, cum ar fi planarii, să recrească părți ale corpului pierdute, poate informa domeniul medicinei regenerative, care urmărește să înțeleagă limitele vindecării rănilor la oameni și să ne îmbunătățească capacitatea de recuperare și regenerare.
„Cu cât mai mult. înțelegem despre genele și mecanismele care joacă un rol cheie în regenerare la animalele care sunt capabile de aceasta, cu atât mai bine putem înțelege de ce oamenilor le lipsește această abilitate și, probabil, fezabilitatea abordărilor viitoare pentru a îmbunătăți vindecarea rănilor umane", spune co- primul autor Scimone.
Cazul genei misterioase
Când cercetătorii au început acest proiect, nu aveau nicio idee că îi va determina să identifice o nouă genă care era crucială pentru regenerare. . Ei și-au propus inițial să afle mai multe despre bmp4, o genă pe care o studiaseră anterior. Semnalizarea BMP, care include bmp4, este implicată în modelarea dorso-ventrală sau în formarea corpului în jurul unei axe între părțile sale superioare (dorsale) și inferioare (ventrale). Anterior, Reddien a descoperit că bmp4 este necesar pentru regenerare după răni la nivelul unui animal. Folosind tehnologii noi care nu existau atunci când au studiat gena pentru prima dată, cercetătorii au descoperit acum că planariile fără bmp4 nu au reușit să se regenereze după leziuni mari oriunde pe corp. Acest lucru a sugerat un rol mult mai fundamental pentru bmp4 în regenerare decât se așteptau cercetătorii, având în vedere că funcția sa principală se referă la o singură axă a corpului. Cercetătorii au emis ipoteza că, împreună cu rolul său în modelarea dorso-ventral, bmp4 ar putea ajuta la activarea unei gene necunoscute care a jucat un rol important, încă neidentificat, în regenerare. Prin urmare, Bmp4 ar fi necesar pentru regenerare din cauza conexiunii sale cu această genă misterioasă.
Cercetătorii au început să se uite la genele reglementate de bmp4 și au găsit un candidat promițător. Ei au aflat că bmp4 a fost necesar pentru a-și activa gena misterioasă în timpul răspunsului inițial de vindecare a rănilor și că gena misterioasă a fost crucială pentru ca vindecarea rănilor să progreseze în regenerare după leziuni mari. Când gena nu a fost activată, pașii care urmează de obicei răspunsul inițial de vindecare a rănilor pentru a pregăti organismul pentru regenerare nu aveau loc. Rana s-ar vindeca, dar părțile lipsă nu vor reînnoi niciodată, la fel ca ceea ce s-ar întâmpla la un om. Cercetătorii au numit gena misterioasă echinocțiu în onoarea apariției sale în timpul unei perioade cheie de tranziție pentru a muta corpul către reînnoire.
„Știm câteva gene care, atunci când sunt inactivate, semnele distinctive ale regenerării nu apar”, spune co-primul autor Cloutier. „Când echinocțiul nu este activat, observăm o inhibare și mai puternică a regenerării într-o fază incipientă. Se pare că este necesară din timp pentru a permite ca ceilalți pași să continue.”
Pielea primește un rol principal.
Cercetătorii au descoperit că echinocțiul este exprimat sau activ în epiderma rănilor, un țesut cutanat care este parte integrantă a regenerării după răni mari la un număr de animale și totuși nu se știa că joacă un rol în semnalizare care iniţiază regenerarea la planari. După o rănire, epiderma plăgii acoperă și protejează locul rănii. Pe măsură ce animalele încep regenerarea, epiderma rănii facilitează formarea unei excrescențe de celule numite blastem, în care organismul produce tipurile de celule de care are nevoie pentru a înlocui părțile pierdute în răni. În mod corespunzător, cercetătorii au descoperit că echinocțiul este necesar pentru regenerare în orice leziune care necesită un blastem - în esență orice leziune externă mare în care țesuturile de înlocuire cresc din organism.
Anterior, laboratorul Reddien a găsit gene cheie. necesare pentru regenerare exprimată în mare măsură în muşchi. Mușchiul în planari menține un model activ al corpului, o rețea de gene poziționale care permite celulelor și țesuturilor să știe unde ar trebui să fie. După o leziune care necesită regenerare, aceste gene poziționale își redimensionează harta corpului lângă locul rănii și ghidează celule noi în construirea țesuturilor de înlocuire în locurile corecte. Cu toate acestea, dacă echinocțiul nu este exprimat, atunci țesutul muscular nu își redimensionează harta. De asemenea, organismul nu reușește să intensifice producția de celule stem planare sau să înceapă diferențierea celulelor stem în tipurile de celule care s-au pierdut. Împreună, aceste descoperiri concretizează înțelegerea cercetătorilor cu privire la pașii completi necesari pentru ca regenerarea să aibă loc, dezvăluind un rol cheie timpuriu al epidermei rănii, prin expresia echinocțiului, în secvența de semnalizare care permite recreșterea după o leziune.
„Există o cascadă de evenimente în care semnalizarea rănilor activează, printre alte gene, echinocțiul; echinocțiul promovează expresia genelor induse de răni în mușchi; și asta promovează resetarea informațiilor poziționale care poate duce apoi la regenerare”, spune Reddien. „Ceea ce este interesant în completarea acestei imagini este că identificăm logica cheie de reglementare care poate duce la regenerare.”
Comentarii:
Adauga Comentariu