Få Et Hoved: Hvordan Ormene Regenererer Tabt Væv

{h1}

Tre nye undersøgelser afslører, hvorfor nogle arter af flatworm kan regenerere deres hoveder, mens andre ikke kan.

Mysteriet om, hvorfor nogle dyr kan regenerere kropsdele, mens andre ikke kan have længe forvirrede videnskabsmænd, men tre nye undersøgelser har bragt problemet i spidsen.

Tre forskellige forskergrupper studerede, hvorfor nogle arter af fladorm kan regenerere hele hoveder og haler efter at være skåret i stykker, mens andre arter af orm kun delvis regenererer deres kropsdele. Ved at aktivere et enkelt gen i kaskade af signaler involveret i regenerering, restaurerede forskerne ormernes evne til at vokse nye hoveder.

"I flatworms kan du klippe et enkelt stykke fra nogen del af ormen, og på en eller anden måde er det magisk, det bliver til en orm," sagde molekylærbiolog Jochen Rink, som ledte en af ​​undersøgelserne. Spørgsmålet er: "Hvorfor kan nogle dyr regenerere, mens andre ikke kan?" sagde Rink, fra Max Planck Institut for Molecular Cell Biology og Genetik i Dresden, Tyskland.

Undead hoved

For at finde ud af svaret på dette spørgsmål studerede de tre grupper flere nært beslægtede arter af flatworm eller planarisk. Nogle arter, som f.eks Schmidtea mediterranea, har fremragende regenerering evner. Hvis du skærer disse orme overalt på deres længde, vil hoveddelen vokse en ny hale, og haledelen vil vokse et nyt hoved. [Billedgalleri: Bemærkelsesværdige Bionic Animals]

I modsætning hertil arter som Dendrocoelum lacteum har mindre kapacitet til regenerering. Hvis du skærer disse orme inden for kvarterets krop tæt på hovedet, dander de to komplette orme, men hvis du skærer dem længere ned, vil den intakte hale del ikke genvinde et hoved.

Processen med at dyrke et nyt hoved, komplet med en hjerne og øjne, er kompleks, mindst sagt. Tidligere undersøgelser har vist, at adskillelse af en kropsdel ​​afsætter en kæde af signaler i stamceller, den biologiske kittet, som kan udvikle sig til enhver vævstype. Sammen fungerer disse signaler som en molekylomskifter: Aktivering af signalerne fører til skabelsen af ​​en ny hale, mens blokering af dem muliggør et nyt hoved at udvikle.

Nu ved hjælp af avancerede genetiske sekventeringsteknologier bestemte forskerne, hvilke gener der var aktive, og aktiverede regenerationssignaler i flatworms, der kunne generere nye noggins sammenlignet med dem, der ikke kunne.

Ingen af ​​de gener, der var forbundet med hovedregenerering, var aktive i halvehalvene af de orme, der kun delvis regenererede, undersøgelserne fundet. "Det var som om [hale] stykket aldrig besluttede at påbegynde hovedregenerering," fortalte Rink WordsSideKick.com.

Derefter blokerede forskerne kunstigt de molekylære signaler, der forårsager haleregenerering. Som følge heraf var ormene, der tidligere manglede evnen til at regenerere hoveder, i stand til at vokse nye.

Den planariske art Dendrocoeulum lacteum er ikke i stand til at regenerere et tabt hoved. Denne prøve blev imidlertid genetisk modificeret - hovedgenvækst blev reaktiveret.

Den planariske art Dendrocoeulum lacteum er ikke i stand til at regenerere et tabt hoved. Denne prøve blev imidlertid genetisk modificeret - hovedgenvækst blev reaktiveret.

Kredit: MPI-CBG, Dresden

Tanken om at forstyrre et enkelt gen kunne overvinde blokering af hovedregenerering var en stor overraskelse, sagde Phillip Newmark, en udviklingsbiolog ved University of Illinois i Urbana-Champaign og leder af en af ​​de andre undersøgelser.

Rink aftalt. "For at fremkalde denne proces kunstigt, kan du måske tro at du bliver nødt til at twiddle hundrede knopper på samme tid - men du må kun twiddle nogle få knopper," sagde han.

Flatworms kan endda laves til at vokse et andet hoved i stedet for en hale, og hvert hoved styrer halvdelen af ​​kroppen. Eller du kan lave en orm uden hoved og to haler, hvilket gør dig til at undre sig over, hvorfor de har brug for en hjerne, sagde Rink.

Bevægelsesbeføjelser

Holdene kan kun spekulere på, hvorfor nogle fladormsarter kan regenerere hoveder naturligt, men andre ormarter kan ikke. Der kunne være afvejninger for at fuldføre regenereringsevnen, siger forskerne. Rink spekulerede på, at nogle flatworms bruger regenerering som en metode til aseksuel reproduktion. "Dyret lægger sig til overfladen, og hovedet" går væk "," sagde han. Andre flatworms kan koncentrere sig om at producere æg til seksuel reproduktion på bekostning af deres evne til at regenerere.

Neurobiolog Alejandro Sánchez Alvarado, som ikke var involveret i nogen af ​​studierne, sagde, at resultaterne er vigtige for videnskabsmænds forståelse af regenerering i flatworms og fænomenets udvikling. "Spørgsmålet er, om denne type modulering måske eller måske ikke forklarer tab eller gevinster med regenerativ kapacitet i andre dyr end fladmormer," sagde Sánchez Alvarado, en neurobiolog ved Stowers Institute for Medical Research i Kansas City, Mo.

Andre dyr, såsom visse typer salamanders og fisk, kan også regenerere lemmer. Men det er endnu ikke klart, om de bruger den samme "blueprint" til regenerering, eller om de udviklede deres evner uafhængigt, sagde Rink.

Det er fristende at spørge, om mennesker kan have gavn af disse undersøgelser af vævsregenerering. Men mennesker er meget forskellige fra flatworms og har ikke mulighed for at regenerere delvist som ormene gør.

"At undersøge, hvordan vi kan oversætte principper fra disse undersøgelser til de af pattedyrsgenerering, ville være interessante og kan til sidst være gavnlige for udviklingen af ​​regenerativ medicin [hos mennesker]", sagde Mayumi Ito, professor i dermatologi ved NYU School of Medicine, der var ikke involveret i undersøgelserne.

Alle tre gruppers resultater blev detaljeret online i dag (24. juli) i tidsskriftet Nature.

Følge efter Tanya Lewis Twitter og Google+. Følg os @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com.


Video Supplement: Words at War: Soldier To Civilian / My Country: A Poem of America.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com