Черви планарии известны своими уникальными регенеративными способностями: что им ни отрежь, всё отрастёт, даже голова, но самое интересное то, что при потери головы и её  дальнейшей регенерации, у них частично восстанавливается память.

Подробнее...

Черви планарии известны своими уникальными регенеративными талантами: что им ни отрежь, всё отрастёт, даже голова. Считается, что такая способность к самовосстановлению происходит из-за обилия стволовых клеток, которые составляют 20% тела червей. При этом учёные всё пытаются выяснить, до каких пределов распространяются регенеративные способности планарий, насколько новый орган или часть тела могут заменить утраченные.

Вспомнить, чему её учили, планария может и без головы. (Фото BernardoSegura.)Например, если отрубить планарии голову — сможет ли новая голова вспомнить то, что помнила старая?

Вопрос может показаться несколько странным: ведь если память сосредоточена в голове (а мы привыкли думать, что она прячется именно там), то, как и всё в ней находившееся, вместе с ней исчезнет. Но оказалось, что с планариями не всё так очевидно.

Зоологи из Университета Тафтса (США) поставили опыт, в ходе которого сначала обучали планарий не бояться света и открытого пространства, а потом отрубали червям голову. Планарии любят затенённые и потайные места, поэтому на то, чтобы научить их не бояться искать корм на открытом месте, ушло 10 дней. После того как у червей удаляли голову и весь мозг подчистую, им давали две недели на то, чтобы отрастить и то и другое заново. Затем им снова предлагали поискать еду на освещённой и открытой чашке Петри.

Как пишут исследователи в Journal of Experimental Biology, черви не сразу устремлялись к угощению — однако теперь их не нужно был дрессировать в течение 10 дней: достаточно было один раз напомнить, что в этой ситуации света бояться не надо.

То есть даже без головы у планарий сохранялась бóльшая часть памяти о том, чему они научились до «казни». Правда, учёные пока не знают, как это у червей получается: то ли муштра сопровождается какими-то изменениями в ДНК, так что планария учится вся целиком, а не только её голова, то ли другие части тела берут в какой-то степени на себя функции центральной нервной системы...

Исчтонки: КОМПЬЮЛЕНТА

Плоские черви планарии во взрослом состоянии сохраняют «всемогущие» стволовые клетки, способные превратиться в клетку любой другой ткани и органа. При сильных повреждениях одна такая клетка фактически может заново создать взрослую планарию.

ПланарияФантастические способности планарий к регенерации известны давно. Если разрезать этого плоского червя на 100 фрагментов, то каждый из них восстановит полноценный организм, со всеми системами и внутренними органами. Но источник таких регенерационных способностей долгое время оставался неизвестным.

Оказалось, что у взрослых планарий в организме остаётся заметная популяция эмбриональных стволовых клеток, из которых развиваются клетки любого типа. Многие животные, в том числе человек, сохраняют стволовые клетки до зрелого возраста, но они не имеют универсальности. Так, гематопоэтические стволовые клетки могут дать только клетки крови; стволовые клетки кожи способны восстанавливать лишь покровы тела, кожу и волосы.

Питер Реддин из Медицинского института Говарда Хьюза вместе с коллегами из Массачусетского технологического института решил выяснить способности стволовых клеток планарий. Чтобы подавить способность клеток червей к делению, исследователи подвергали планарий радиационному облучению; при этом выбранная доза радиации позволяла выжить некоторым необластам (клеткам, которые мигрируют в зоны поражений и заживляют раны, образуя здоровую ткань). Такие необласты, когда их потом пытались выращивать в культуре клеток, демонстрировали все свойства стволовых клеток, образуя клетки различных тканей. Некоторые из необластов (их назвали клоногенными) были в состоянии превращаться во все ткани взрослого червя.

Чтобы подтвердить универсальность клоногенных необластов, учёные пересаживали их червям, облучённым смертельной дозой радиации, когда у планарии не оставалось ни одной клетки, способной к делению. То, что происходило дальше, сами исследователи называют не иначе, как научно-фантастическим фильмом: единственная клетка полностью оздоровляла облучённую планарию! Медленно, но верно потомки пересаженной клетки заменяли повреждённые ткани по всему организму, вплоть до нервных узлов и органов чувств. В конце процесса червь состоял из клеток, генетически идентичных исходной донорской клоногенной клетке. При этом животное чувствовало себя нормально, питалось, росло и размножалось.

Отчёт об этом исследовании опубликован в выпуске журнала Science.

Фундаментальная наука утверждает, что это первый случай, когда взрослое животное несёт плюрипотентные стволовые клетки. До сих пор считалось, что такие всемогущие клетки заканчиваются у организма с его рождением. Ну а для прикладной науки это означает возможный прорыв в регенеративной медицине: если удастся найти человеческие гены, аналогичные тем, что управляют необластами у червей, можно будет создавать похожие всемогущие клетки и на человеческом материале.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Изучение регенерации планарии поможет на генетическом уровне разобраться в механизмах регенерации тканей человека, считают ученые.

Планария (фото Википедия)Человек не умеет самостоятельно отращивать себе части тела, а плоский червь планария делает это легко. Планария – чемпион по регенерации. Команда Кристиана Петерсена (Christian Petersen) из Северо-западного университета (Northwestern University) нашла ген, который помогает червю решать, какую часть тела надо восстановить: голову или хвост.

Если планарию перерезать пополам, то через какое-то время каждая половина восстанавливает недостающее: у одной половины отрастает голова, у другой – хвост. В результате вместо одного червя получается два. Происходит это, как и всякая регенерация, с участием стволовых клеток.

Ученые в эксперименте нашли ген, управляющий регенераций, он носит название notum. Этот ген критически важен для восстановления головы. У червей с заблокированным геном notum вместо головы вырастает второй хвост – получается безголовый и двухвостый «тянитолкай наоборот».

«В организме животных работает система контроля регенерации, она определяет, какая именно ткань должна восстанавливаться, — объясняет Петерсен. – Наши результаты показали, как происходит принятие решение».

Биологи выяснили, что ген notum работает в месте разреза, обращенном в сторону головы. Он запускает каскад реакций, необходимых для того, чтобы выросла именно голова. Если разрез смотрит в сторону хвоста, notum в ткани не работает.

Несмотря на то, что червь планария достигает всего лишь от 2 до 20 мм в размере, у него достаточно сложная анатомия. Поэтому, изучая червя, ученые надеются, что полученные данные можно будет применить к высшим организмам. Ген notum довольно консервативен и присутствует у всех животных, от актинии до человека. Но его функции до сих пор довольно плохо изучены. Биологи считают,что он может играть важную роль в регенерации тканей у высших животных.

Специалисты надеются, что изучение генетической основы регенерации планарии пригодится для понимания механизмов регенерации тканей человека. И, в конечном счете, для совершенствования клеточной и тканевой терапии.

Статью о работе головного гена ученые опубликовали вScience.

Источник: Infox.ru