Планарии Schmidtea mediterranea — плоские черви с двусторонней симметрией, используемые в качестве моделей в исследованиях регенерации клеток и стволовых клеток. В статье описывается первое исследование, которое связывает ген egr-4 — член семейства генов, который кодирует факторы транскрипции и регулирует активность других генов — с процессом нейрогенеза у планарий.
Профессор Франческ Себрия, возглавлявший научное исследование, утверждает, что «у других животных гены egr активируются в процессах немедленной реакции, таких как воспаление, заживление ран и стресс». «Более того, — указывает он, — некоторые из этих генов также играют важную роль в развитии нервной системы». Гены egr контролируют различные процессы, от пролиферации клеток до выживания клеток или дифференцировки клеток.
В случае планарий ген egr-4, по-видимому, выполняет ранний контроль пролиферации клеток в ответ на ампутацию и позже участвует в ранней дифференцировке мозга во время регенерации. Cebria подчеркивает, что «поскольку существуют гены, похожие на egr-4 в других линиях — например, в человеческом виде — эта функция может быть особенно интересной для понимания процесса регенерации у многоклеточных животных».Ген egr-4: ключ на ранних этапахАвторы утверждают, что egr-4 может играть важную роль в формировании зачатков мозга.
Применяя методы сайленсинга генов к дизайну экспериментов, эксперты определили несколько периодов процесса регенерации, в которых функция гена является определяющей.Сусанна Фрагуас, первый автор статьи, поясняет, что «исследование доказывает, что ген egr-4 участвует в первых фазах дифференцировки клеток мозга.
Если быть точным, этот ген может влиять на дифференцировку зачатков мозга, даже если другие гены тоже, вероятно, вовлечены ". Сюзанна Фрагуас подробно рассказала, что в ходе исследования хотелось расшифровать функцию гена и узнать, какие сигналы он активирует, чтобы вызвать дифференциацию зачатков мозга. Если зачатки недостаточно дифференцированы, нервная система не может правильно восстанавливаться. Следовательно, egr-4 является ключевым геном в ранней регенерации мозга.Регенерация и нервная система: связь также наблюдается у планарий.
Регенерация тканей — очень сложный процесс, изучаемый международными исследовательскими группами на различных моделях животных (планарии, рыба-зебра, тритон, аксолоты, гидра и т. Д.). Научное сообщество давно постулировало, что нервная система может играть определяющую роль в процессе регенерации у животных.«Вероятно, любая молекула, относящаяся к нервной системе, вызывает пролиферацию или дифференцировку клеток во время регенерации», — отмечает Франческ Себрия. Это называется нервной зависимостью регенерации; однако Cebria отмечает, что «в большинстве моделей были обнаружены только косвенные признаки».
В исключительных случаях у тритонов была идентифицирована молекула, секретируемая шванновскими клетками; это может объяснить участие нервной системы в регенерации. «Поэтому, — говорит эксперт, — результаты нашего исследования с планариями описывают один из первых генов этих животных, который необходим для ранней регенерации мозга и передней регенерации».Когда мозг плохо восстанавливаетсяНовое исследование подтверждает гипотезу о ключевой роли, которую нервная система играет в регенерации многоклеточных животных. Кроме того, он определяет гипотетическую модель, в которой ранняя регенерация мозга имеет решающее значение для гарантии передней регенерации у планарий.
Другими словами, если мозг плохо регенерирован, глобальная программа регенерации останавливается.Основная идея исследования заключается в том, что ген egr-4 играет решающую роль в дифференцировке зачатков мозга. Primordia может синтезировать молекулу, которая остается неизвестной, и может способствовать или поддерживать рост бластемы, новой ткани, которая регенерируется. Рост бластемы может зависеть от фактора, который остается неизвестным, который может связывать мозг и глобальную регенерацию. «Мы уже наблюдали, что ген egr-4 регулируется сигнальным путем рецептора эпидермального фактора роста (EGFR), поэтому он также позволит идентифицировать факторы, которые активируют этот путь во время передней регенерации.
В любом случае» традиционная гипотеза о зависимость регенерации и нервной системы также доказана у планарий », — заключает Кебрия.