Что такое Turritopsis dohrnii и почему ее называют бессмертной медузой?
В теплых водах Мирового океана обитает крошечная прозрачная медуза размером меньше монетки, которая ставит под сомнение само понятие старости в живой природе. Научное название — Turritopsis dohrnii, морские биологи называют ее «феникс-медузой» за способность буквально омолодиться после полового созревания. В отличие от большинства животных, чей жизненный путь — завершается со смертью, этот вид может вернуться в состояние ювенильной полипы и начать жизнь заново.
Как медуза превращает возраст в обратную сторону?
Жизненный цикл Turritopsis dohrnii начинается традиционно. Из оплодотворенной икры появляется личинка, которая прикрепляется ко дну и превращается в полип. Позднее полип отпочковывает медуз — взрослых особей. Но здесь все меняется. Под воздействием травмы, голода или стресса феникс-медуза не умирает, а меняет свою структуру. Ее тело сокращается, щупальца втягиваются, и она превращается обратно в полип. Этот процесс, называемый трансдифференцировкой, не встречается ни у одного другого сложного организма.
Какие биологические механизмы позволяют восстановление на клеточном уровне?
Ученые изучают Turritopsis dohrnii с 1990-х годов, пытаясь понять механизм, который позволяет клеткам «обратного пути». В ходе трансдифференцировки зрелые клетки переходят в менее специализированное состояние, похожее на стволовые. Недавние исследования, опубликованные в PNAS и Nature, показали, что у животного есть уникальные гены, регулирующие этот процесс. Особенно внимание исследователей привлекает фактор транскрипции Myc, ответственный за перепрограммирование клеток. У человека он связан с онкологическими заболеваниями, однако у медузы работает иначе.
Может ли бессмертие Turritopsis dohrnii стать ключевым шагом в геронтологии?
Старение человека — сложный процесс, в котором задействованы множество белков, гормонов и генетических «часов». Геронтологи надеются, что изучение желеобразного феникса поможет открыть новые способы восстановления человеческих тканей и борьбы с дегенеративными заболеваниями. Хотя говорить о переносе технологии на людей преждевременно, эксперименты с червями и мышами, где пытались активировать аналогичные гены, уже демонстрируют побочные эффекты. Некоторые биологи подчеркивают, что человек — слишком сложно организованное существо, и простой «перезапуск» тканей принесет больше проблем, чем возможностей.
Почему в естественной среде Turritopsis всё же не вечны?
Поразительный факт: в лаборатории Turritopsis подтверждала бессмертие в десятках циклов превращения. Однако в дикой природе,в дикой природе этот процесс срабатывает не всегда. Медуза может быть съедена, не успев «ускользнуть» от смерти. Кроме того, даже если она возвращается к ювенильному состоянию, в каждой итерации между полами может измениться комбинация генов, что снижает биологическую эффективность вида в долгосрочной перспективе. Таким образом, идеального «обнуления» в природе не наблюдается. Бессмертие Turritopsis не подразумневает себя как бессмертного существа, а как практически неограниченное биологическое перепрограммирование в сложных условиях.
Как этот организм переписывает наши знания о развитии жизни?
Traditionally, в биологии считалось, что развитие живого организма необратимо: личинка не станет яйцом, полип не превратится обратно в эмбрион. Turritopsis dohnii полностью разрушает эти представления. Было обнаружено, что она использует уникальные механизмы клеточной пластичности, которые могут перепрограммировать клетки без полного обнуления органов. Это открывает возможность для новых исследований в области регенеративной медицины и биологической дегенерации. Некоторые эксперты сравнивают это с «лампочкой», включенной в дебрях клеточной эволюции, которую теперь предстоит изучить.
Что думают ученые о практическом применении советов медузы?
Сейчас исследования фокусируются на двух направлениях: «это генетический механизм может помочь в лечении рака» и «можем ли мы избежать старения в принципе?» Некоторые генетики, сотрудничающие с Международным обществом геронтологии, предполагают, что если мы поймем, как медуза сбрасывает «возрастные камни», то станут возможны— лечение нейродегенеративных заболеваний, регенерация поврежденных органов и новые подходы к генной терапии. Однако осторожные ученые напоминают, что большинство этих идей пока что — вопрос теоретической биологии, а не медицинской практики.