Дополнительная лапка вместо кисти: эксперимент показал силу регенерации

Американские биологи выяснили, что способность аксолотлей отращивать конечности связана с действием ретиноевой кислоты и гена Shox. Оба элемента есть и у человека — значит, теория регенерации человеческих конечностей становится чуть более реальной.

Главный герой — аксолотль

Аксолотль способен восстанавливать не только лапы, но и сердце, глаза и даже части мозга. Биолог Джеймс Монаган из Северо-Восточного университета и его команда использовали генетически модифицированных особей, клетки которых светились в темноте. Это позволило точно отследить процессы, происходящие после ампутации.

Химический "маяк"

Ключевым оказался градиент ретиноевой кислоты — производной витамина А. У аксолотля её концентрация выше у плеча и снижается к кончикам пальцев. Именно этот "маяк" подсказывает клеткам, какую часть конечности нужно отрастить.

В одном из экспериментов искусственное повышение уровня кислоты привело к ошибке: вместо кисти у аксолотля выросла целая дополнительная лапка.

Ген Shox — общий с человеком

Учёные выяснили, что ретиноевая кислота активирует ген Shox, отвечающий за формирование конечностей ещё на стадии эмбриона. Когда исследователи с помощью CRISPR-Cas9 удалили этот ген у аксолотлей, новые конечности отрастали, но были короче и деформированы.

Так исследователи подтвердили: регенерация у аксолотлей повторяет программу эмбрионального развития.

Почему человек не аксолотль

У людей есть и ретиноевая кислота, и ген Shox, но механизмы их регенерации не включаются после травмы. На месте повреждения образуется рубец, а не новая ткань. Учёные предполагают, что в будущем можно будет "разбудить" эти процессы, например, с помощью специальных биоматериалов или терапевтических пластырей.

Шаг к будущему

По словам биолога Кэтрин Маккаскер, до регенерации человеческих конечностей ещё далеко. Но исследования на аксолотлях показывают, что природа хранит готовые инструкции, которые в перспективе можно активировать и у человека.