Óskar Elías Sigurðsson / Flickr

Képzeld magad egy tarajos gőte helyébe! Sütteted a hasad egy kiadós ebéd után. Aztán hirtelen, mint derült égből villámcsapás, egy fránya ragadozó felkap, és leszakítja a lábadat. Bár sikerül elmenekülnöd, elég siralmas a helyzeted! Siralmas lenne, ha emlős lennél. Viszont te egy tarajos gőte vagy, akinek ez egy szokványos kedd délután, más fajoktól eltérően ugyanis te rendelkezel egy különleges képességgel: nagy darab szöveteket is vissza tudsz növeszteni.

Ám valójában nem vagy gőte, és szerencsére a lábadat sem szakították le. Viszont emberi éned számára is van jó hírünk: kutatók végre megtalálták a magyarázatot arra az élettani folyamatra, amely lehetővé teszi ezt a szupererőt, és amely talán egyszer rajtunk, emlősökön is segíteni fog majd.

Először lássuk csak, hogyan gyógyulnak az emlősök, s hogyan a tarajos gőték. Miután mi, emlősök megsérülünk, akár felszínesen, akár mélyen, a sérülés felületén seb képződik, majd hegszövet fedi be azt. Míg ez a gyógymód tökéletesen működik vágásoknál és kisebb sérüléseknél, nem sokra megyünk vele, ha éppen az egyik lábunkat veszítettük el.

A tarajos gőte szervezete azonban gond nélkül újraképez bármilyen hiányzó szövetet a szemgolyótól a gerincvelőig, varasodás nélkül. Ráadásul  ezzel a képességével egyedülálló az állatvilágban, hiszen általában ezt a regenerálódást a kétéltűek csak addig tudják véghez vinni, amíg teljesen ki nem fejlődtek, ellentétben a gőtékkel, akik még felnőtt korukban is képesek rá. A kutatók régóta nem tudják felfedni a szupererő titkát. Vagyis nem tudták, egészen mostanáig.

Harántcsíkolt izom / Simaizom / Szívizom                                                                  Wikimedia Commons

A japán Cukubai Egyetem és az egyesült államokbeli Daytoni Egyetem kutatói kiderítették, milyen szerepet játszanak egyrészt a harántcsíkolt izomsejtek (az angol név után SMFC-k), másrészt az izomszövet ős-/elődsejtjei (MPC-k) a folyamatban. Japán tűzhasú gőtéket (Cynops pyrrhogaster) vizsgálva a kutatócsoport a végtag-regenerálódás során ezt a kétféle izomsejtet követte nyomon mind lárva-, mind már kifejlett állat esetében. Eredetileg azzal a feltételezéssel kezdtek neki a kísérleteknek, hogy vagy csak az SMFC-k, vagy csak az MPC-k felelősek az új izmok felépítéséért a gőték regenerálódó végtagjaiban.  Az utóbbiak az SMFC-knek az izomrostokban szunnyadó elődsejtjei, amelyek a megfelelő ingerek hatására osztódásba kezdenek, és vagy megújítják magukat, vagy SMFC-kké alakulnak át.

A kutatók először bejuttattak egy olyan gént a gőteembriókba, amely az  SMFC-k és MPC-k esetleges aktivitása esetén egy bizonyos fehérje vörös lumineszcenciáját eredményezi az állat testében. A transzgenikus gőték effajta létrehozása csak nemrégiben vált lehetővé, megnyitván az utat a hasonló kutatások előtt.

Ezután megvárták, hogy egy részük a fejlődésben eljusson a lárvaszakaszig (3 hónapos kor), egy másik részük pedig teljesen kifejlődjön (16 hónapos kor). Ekkor a kutatók eltávolították a gőték egy-egy végtagját – semmi pánik: mindez altatásban történt –, hogy megfigyelhessék az SMFC-k és az MPC-k működését a végtag visszanövése során.

Luis Mata / Flickr (CC)

Végül arra a megállapításra jutottak, hogy egyrészt a fiatalabb gőtecsoportnál nem az SMFC-knek, hanem az MPC-knek köszönhető a regenerálódás – a Cukubai Egyetem kutatócsoportja így összegezte ez irányú tapasztalatait: „A kísérletek bebizonyították, hogy a lárvaszakaszban levő gőte új izomszövetét elsősorban az MPC-k építik vissza, és nem az SMFC-k.” Másrészt viszont meglepetésükre a kifejlett egyedeknél azt fedezték fel, hogy visszanövő végtagjaikban az SMFC-k furcsa műveletbe kezdtek: ideiglenesen visszatértek egy differenciálódás előtti állapothoz, aztán újra beléptek a sejtciklusba, osztódásnak indultak, egyre több izomsejtet állítva ezzel elő.

„A gőték lárvái az MPC-t, a kifejlődött egyedek az SMFC-t használják a végtag hiányzó izmainak visszaépítésére” – magyarázza Hibiki Tanaka, a japán kutatók egyike.

„A tarajos gőte, ahogy túlesik az átalakuláson, a végtag-regeneráló sejtmechanizmusát a ős-/elődsejten alapuló mechanizmusról (lárvamód) átkapcsolja differenciálatlanodásos folyamatra (kifejlett mód).” – tette hozzá kollégája, Csikafumi Csiba.

Következő lépésben a kutatók azt vizsgálták meg, hogy a végtag szövetei valóban ugyanazt a szövetfajtát reprodukálták-e. Ehhez transzgenikus gőtékből nyerték a kifejlett állat lábának legfőbb szöveteit: a bőr-, csont-, izom- és idegszöveteket, és azokat beültették normál gőték azonos szövetterületeire. Ezt követően ezekkel a gőtékkel folytatták a regenerálódással kapcsolatos kísérleteiket. Ezek eredményeképpen a csapat konstatálta, hogy identikus bőr-, csont-, izom- és idegszövetek jöttek létre.

A kutatók ezzel mélyebb betekintést nyertek e rendkívül ritka és igen hasznos képesség hátterébe. Vajon az emberek is szert tehetnek valaha e szuperképességre ? Bizonyára még sok kutatást kell addig elvégezni, mire teljesen megértjük a folyamat részleteit, ám a csoport azt reméli, hogy vizsgálatuk mintegy első lépésként segíteni fog, hogy egy nap más fajoknál is  megvalósíthatóvá váljon ez a csodás regenerálódási folyamat.

A csapat teljes tanulmánya a Nature Communications című folyóiratban jelent meg.

Kövesd a blogot a Facebookon, hogy még több érdekes, eddig magyarul nem olvasható tudományos hírről értesülj! A tudomány letaglóz, Derült Égből Tudomány!

Források:

http://www.sciencealert.com/researchers-have-finally-figured-out-how-newts-regenerate-their-limbs

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-03/uot-tss032816.php

A tanulmány:

http://www.nature.com/ncomms/2016/160330/ncomms11069/full/ncomms11069.html