Результаты исследования раскрывают механизмы так называемой позиционной памяти, которая позволяет клеткам «запоминать» место повреждения и активировать процессы восстановления. Основой работы стало использование одноклеточного секвенирования РНК для выявления ключевых клеток и молекул, участвующих в регенерации. Ученые обнаружили, что после ампутации хвоста возникает особое состояние клеток базального эпидермиса, активное лишь на время регенерации. Эти клетки, названные транзиторными клетками активированного состояния регенерации (TRACS), появляются в большем количестве, если ампутация происходит ближе к телу рыбы.
Исследователи установили, что скорость восстановления хвоста зависит от места ампутации. Чем ближе повреждение к телу рыбы, тем больше времени занимает процесс регенерации. «Если срезать только небольшую часть на самом конце хвоста, восстановление происходит быстро. Но если ампутация ближе к телу, то это занимает больше времени», — поясняет Санчес Альварадо. Это открытие помогло ученым понять, какие клеточные и молекулярные процессы регулируют скорость восстановления.
Кроме того, команда экспертов обнаружила, что в восстановлении тканей важную роль играют компоненты внеклеточного матрикса (ECM), которые управляют способностью клеток к регенерации. Эксперимент с использованием технологии CRISPR-Cas9 показал, что при удалении одного из ключевых маркеров TRACS — гена sqstm1 — регенерация ускоряется в случае дистальных, то есть удаленных от тела, повреждений. Это открытие предполагает, что скорость регенерации можно изменить независимо от места ампутации, если воздействовать на определенные гены и молекулы.
Работа Санчеса Альварадо и его команды дает новый взгляд на процессы восстановления тканей и предлагает потенциальные пути для разработки методов регенеративной медицины у других видов, включая человека. Специалисты полагают, что дальнейшие исследования помогут глубже понять, как клетки «чувствуют» степень повреждения и каким образом активируются механизмы восстановления. В ходе экспериментов выяснилось, что ампутация хвоста также запускает временную реакцию регенерации в неповрежденных клетках спинного плавника. Однако эта реакция быстро затухает, что требует дополнительных исследований для понимания ее механизма.
Согласно мнению экспертов, результаты исследования представляют собой важный ресурс для научного сообщества, открывает новые перспективы для понимания регенерации тканей и разработки подходов, которые могут найти применение в лечении ран, а также в восстановлении поврежденных органов и тканей у человека.
Ранее сообщалось, что ученые нашли главную молекулу, отвечающую за заживление повреждений кожи.
