Meduza przywraca organizm 04.07.2015

Wszystkie żywe istoty mają zdolność do regeneracji, po prostu dla niektórych wyraża się to w mniejszym stopniu (na przykład nie możemy wyhodować palca lub nogi, aby zastąpić utracone), dla kogoś jest to więcej (dla traszek, dla na przykład, aby przywrócić nogę, oko lub jakiś narząd wewnętrzny, wcale nie jest problemem). Mistrzów samoleczenia można nazwać koelenteratami - hydrami, meduzami i ich krewniakami, choć tutaj należy jeszcze pamiętać, że są znacznie prostsze niż te same traszki. W badaniach regeneracji jednym z najczęstszych obiektów modelowych jest stułbia słodkowodna z podręcznika biologii, która po jakimkolwiek urazie, po jakimkolwiek uszkodzeniu, może zrobić wszystko tak, jak była.

Ale, jak się okazało, współwyznawcy nie zawsze „robią wszystko tak, jak było”. Michael Abrams (Michael Abrams) i jego koledzy z California Institute of Technology eksperymentowali z larwami-eterami meduzy Aurelia Eared. Etery są prostsze niż dorosłe meduzy: małe ciało w kształcie dysku z 8 podwójnymi płatkami na krawędziach, bez macek jako takich, układ trawienny jest słabo rozwinięty. Z larwy odcięto jedno lub więcej "ramion" - ostrzy, po czym rana zagoiła się dość szybko, w ciągu kilku godzin. Jednak nowe ostrze nie zastąpiło utraconego. Zamiast tego eter przebudował ciało tak, by znów stać się symetryczne – niezależnie od tego, ile „ramion” jej zostało, siedem, pięć, czy tylko dwa.

Jak wiadomo, meduzy są zwierzętami promieniście symetrycznymi: potrafią odróżnić górną część ciała od dolnej, ale nie można oddzielić lewej strony od prawej. Podczas ruchu meduza „trzaska” swoją kopułą i płatami jamy ustnej (oraz larwą płatami umieszczonymi wzdłuż krawędzi ciała), a to symetria w swojej własnej strukturze pozwala zwierzętom poruszać się we właściwym kierunku. Jeśli brakuje którejkolwiek z "kończyn", to z powodu powstałej pustej przestrzeni hydrodynamika zostanie zakłócona, przepływ wody po pchnięciu pójdzie w złą stronę, a meduza nie będzie w stanie kontrolować swoich ruchów. Dlatego dla larwy ważniejsze okazuje się nie tyle odrośnięcie utraconego płata, ile przywrócenie symetrycznej budowy ciała. Co więcej, asymetryczny eter dość często, w 15% przypadków, w ogóle nie mógł zmienić się w dorosłą meduzę.

W artykule w PNAS autorzy piszą, że ciało larw zostało odbudowane dzięki wysiłkom mięśni: jeśli do wody, w której żyją, dodano substancję, która rozluźnia komórki mięśniowe, wówczas symetryzacja zachodziła znacznie wolniej. Wręcz przeciwnie, jeśli mięśnie eterowe pod wpływem zwiększonego stężenia soli magnezu zaczęły szybciej się kurczyć, to szybciej przywracała się symetryczna struktura.

Oczywiście chodzi o to, że z powodu utraty ostrzy siły mechaniczne w ciele meduzy okazały się niezrównoważone, co w naturalny sposób doprowadziło do przebudowy elastycznego ciała. Jednocześnie etery działały bez pobudzania aktywnego podziału i śmierci komórek, jak to ma miejsce w procesach regeneracyjnych u innych zwierząt - oczywiście akceptowalny wynik można tu osiągnąć mechanicznie bez wysokich kosztów energii dla dynamiki komórkowej. Larwy innych gatunków meduz również okazały się zdolne do symetryzacji - oczywiście ciekawe byłoby sprawdzenie, czy dorosłe meduzy i inne promieniście symetryczne organizmy są zdolne do takiej sztuczki.

Uzyskane wyniki po raz kolejny mówią nam, że morfogeneza to tworzenie części ciała, narządów itp. - zależy nie tylko od molekularnych procesów genetycznych, ale także od czysto fizycznych interakcji między różnymi częściami ciała. Wiadomo, że komórki ludzkie wrażliwie reagują również na siły mechaniczne, które czasami mogą mieć decydujący wpływ na ich los komórkowy; możliwe, że w medycznej regeneracji naszych tkanek i narządów większy sukces można osiągnąć, jeśli zwrócimy uwagę na ich „fizykę”.