Meduzele regenerează tentaculele pierdute, iar acum știm cum

Tentacular! —

Regenerarea meduzelor seamănă mult cu cea a amfibienilor și a altor animale.

Poate că Hydra mitică a putut să-și crească unul dintre numeroasele sale capete înapoi de fiecare dată când a suferit o decapitare, dar există creaturi reale capabile să regenerator părți ale corpului lor mușcate de prădătorii înfometați. Meduzele sunt una dintre ele.

De la salamandre la stele de mare la cele reale hidra (un hidrozoar minuscul numit după înfricoșătoarea fiară a legendei), animalele care sunt capabile de regenerare încep toate procesul de reparare formând un blastem. Acest pâlc de celule proliferative, care sunt similare cu celulele stem, poate repopula părți ale corpului prin divizarea din nou și din nou. În timp ce celulele sunt încă nediferențiate la început, ele formează în cele din urmă tipuri de celule specifice, cum ar fi mușchii și pielea.

Procesul de formare a blastemului la alte animale a fost studiat, dar modul în care se formează în meduze era încă un mister. Condusă de cercetătorul postdoctoral Sosuke Fujita, echipa de la Universitatea din Tokyo și Universitatea Tohoku din Japonia a dorit să stabilească o linie de bază pentru regenerarea non-bilateriană, descoperind cum un blastem ajută la refacerea tentaculelor la meduze. Procesul lor de formare a blastemului ar fi diferit de cel de la bilateriani?

„În special, înțelegerea actuală a formării blastemelor se bazează în mare parte pe modele bilateriane și, prin urmare, mecanismele de formare a blastemelor în afara bilaterianelor rămân prost înțelese”, au spus cercetătorii într-un studiu. studiu publicat recent în PLOS Biology.

Procesul de regenerare în meduze a fost un mister. Echipa japoneză a obținut în sfârșit o nouă perspectivă asupra acestui proces în meduze Cladonema pacificum. Ei au descoperit că celulele proliferative care creează blastemul apar doar acolo unde există o leziune – nu sunt la fel cu celulele stem localizate găsite la baza tentaculului. Dar ambele tipuri de celule lucrează împreună pentru a repara și reface un tentacul tăiat.

Un brat si un picior

Meduzele sunt cnidariiun filum de nevertebrate cu corp moale. Cnidaria include, de asemenea, corali, hidre și anemone, care au toate tentacule înțepătoare. Spre deosebire de bilaterianii, cum ar fi salamandrele (și oamenii), care au simetrie bilaterală (adică o parte dreaptă și stângă simetrică), cnidarii au simetrie radială a corpului, cu secțiuni ale corpului care se extind din mijloc și sunt simetrice peste tot. Nu au dreapta și stânga sau față și spate.

Deoarece meduzele se bazează pe tentaculele lor pentru a captura și paraliza prada, au nevoie de un tentacul pierdut pentru a crește cât mai repede posibil. Când un tentacul din Cladonema a fost tăiată cu baza sau bulbul lăsat pe loc, rana de la locul tăieturii s-a vindecat complet în doar 24 de ore. Un blastem s-a format imediat după vindecare; noul tentacul a început apoi să crească.

Cu cât creștea mai mult, cu atât s-au înmulțit mai multe nematocite sau celule înțepătoare. Acest lucru i-a sugerat lui Fujita și echipei sale că regenerarea are loc indiferent dacă meduza a mâncat recent, deoarece corpul său prioritizează automat recreșterea unui tentacul pentru a prinde hrană.

Ei continuă să crească

Când se formează blastemul, cea mai mare parte a proliferării celulare are loc spre vârful regenerant al noului tentacul. Trei tipuri de celule diferențiate au fost găsite mai târziu în blastem. Acestea sunt epitelială celule, care formează straturile interioare ale tentaculului; i-cells, care ajută meduzele să simtă și să manipuleze alimente; si nematocite intepatoare. Celulele nediferențiate au arătat o tendință de a se transforma în celule epiteliale, deoarece acestea sunt cele mai comune celule dintr-un tentacul complet dezvoltat.

Majoritatea celulelor care formează blastoma nu sunt celule stem din bulb care migrează spre vârf. Dar mai există ceva ce fac celulele stem din bulb. Echipa crede că celulele ajută tentaculul nou format să crească în exterior de la bază, adăugând o anumită lungime în timp ce celulele proliferative îl alungesc de la vârf. Eliminarea celulelor stem de la bază ar întârzia, de asemenea, formarea blastemului cu o săptămână sau două.

În general, formarea blastemelor la meduze s-a dovedit a fi foarte similară cu cea observată la bilaterianele care sunt capabile de regenerare. Cu toate acestea, exact cum și unde provin celulele proliferative este încă neclar. Cercetătorii cred că este posibil ca aceste celule să fie derivate din celule deja diferențiate care se dediferențiază pentru a forma blastem. Exemple de celule dediferențiate care formează blastem au fost văzute în stele de mare și greieri.

Ar putea oamenii vreodată să fie capabili de regenerare? S-ar putea întâmpla. niste experimente pe animalele care nu se regenerează în mod normal au indus cu succes să recrească țesuturile. Pe măsură ce mecanismele din spatele acestui fenomen sunt mai bine înțelese, tratamentele umane care folosesc procese regenerative pot fi dezvoltate într-o zi, dar deocamdată aceasta rămâne în domeniul science fiction-ului.

PLOS Biology, 2023. DOI: 10.1371/jurnal.pbio.3002435