يبحث العلماء عن طرق لتجديد أنسجة جسم الإنسان في جينات الأمعاء

جميع مراحل تجديد دودة التنفس المعوي

ماذا سيحدث إذا تمكن الناس من زراعة أطراف مبتورة أو استعادة وظائف الجهاز العصبي بالكامل بعد إصابة الحبل الشوكي؟ أظهرت دراسة جديدة للتنفس المعوي اللافقاري أنه في يوم من الأيام يمكن أن يصبح هذا حقيقة.

يعتقد أن الديدان المعوية هي أقرب أقارب الحبال . يعتقد بعض العلماء أن الكوردات نشأت بالتحديد من التنفس المعوي واعتبرها الأخيرة "حلقة مفقودة" بين اللافقاريات والفقاريات. البنية الوراثية وهيكل الجسم لهذه الديدان تشبه بشكل ملحوظ تلك الديدان البشرية.

أظهرت دراسة أجراها علماء من جامعة واشنطن أن الديدان التي تتنفس الأمعاء يمكنها أن تنمو جميع الأجزاء الرئيسية من الجسم ، بما في ذلك الرأس والجهاز العصبي والأعضاء الداخلية من لا شيء ، بعد قطعها إلى النصف. إذا وجد العلماء الجينات المسؤولة عن هذه الآلية ، فسيكونون قادرين على إعادة نمو الأطراف البشرية عن طريق التحكم في جينوم مماثل.

"نحن نشارك الآلاف من الجينات مع هذه الحيوانات ، ولدينا العديد من الجينات ، إن لم يكن كلها ، التي يتم استخدامها لاستعادة بنية الجسم. قال شاون لوتريل ، المؤلف الرئيسي للدراسة ، إن هذا يمكن أن يكون له عواقب على تجديد الجهاز العصبي المركزي في جسم الإنسان إذا تمكنا من تحديد الآلية التي تستخدمها الديدان لإنشاء أعضاء وأنسجة جديدة.


الجسم السليم من الدودة. رأسه على الجانب الأيسر ، يتم قطع الدودة في المنتصف.

أظهرت دراسة جديدة أنه عندما يكون التجويف المعوي أحد الأنواع القليلة الباقية من شبه الكورد- مقطوعة إلى نصفين ، وتجدد أجزاء من الرأس أو الذيل في كل طرف معاكس بنسب مثالية للنصف الحالي. تخيل أنك إذا قطعت شخصًا إلى النصف ، فسوف ينمو النصف السفلي رأسًا جديدًا ، بينما سيكبر النصف العلوي من الساقين.


النصف السفلي من جسم الدودة بعد القطع. يشير الإطار إلى المنطقة التي ستنمو منها الدودة رأسًا جديدًا.

بعد ثلاثة أو أربعة أيام ، تبدأ الديدان في نمو خرطومها وفمها ، وتستغرق من خمسة إلى عشرة أيام لتنمية القلب والكلى.


5 أيام بعد القطع. يتم أخذ الشريحة عن قرب. تشكيل الرأس البدئي وتجويف الفم مع خرطوم.

في اليوم الخامس عشر ، تنمو الديدان أنبوبًا عصبيًا جديدًا تمامًا ، والذي يتوافق في وظائفه مع الحبل الشوكي البشري. بعد استعادة الدودة جميع وظائف الجسم ، تستمر في الوجود ويمكن أن تنتج ذرية سليمة.


شريحة مقرّبة بعد 15 يومًا. يتم تشكيل رأس وأنبوب عصبي أكثر تطورًا ، ويتم استعادة وظائف الجهاز العصبي والجهاز.

فريق من علماء الأحياء واثقون من أن التجديد يعطي الخلود للحيوانات الفردية والسكان. لا يتم تجديد أنسجتها فقط ، بل يتم تجديدها بنفس النسب. بعد أن ينمو التنفس المعوي أي جزء من الجسم ، لم يعد من الممكن تمييزهم عن هؤلاء الأفراد الذين لم يضطروا إلى القيام بذلك أبدًا.

قام الباحثون أيضًا بتحليل التعبير الجيني بعد أن نمت الديدان أجزاء جديدة من الجسم. هذه خطوة أولى مهمة في فهم الآليات التي تدفع التجدد. وهم يشكون في أن "لوحة التحكم المركزية في التجديد" هي الجين أو مجموعة الجينات المسؤولة عن تنشيط طبيعة النشاط الجيني. تعمل الآلية بطريقة كما لو كانت الخلايا تقرأ التعليمات بشكل مستقل عن بعضها البعض ، وإلى أي مدى يجب أن تكون الفتحة الفموية من فتحات الخياشيم وما هي النسبة فيما يتعلق بالأجزاء الأخرى من الجسم.

عندما يصبح هيكل هذه الجينات معروفًا ، سيكون من الممكن جمع عينات الأنسجة من شخص خضع لعملية بتر ، وتنشيط الجينات في خلايا هذه الأنسجة من أجل التجدد. بعد ذلك ، يقول الباحثون ، يكفي وضع تطعيم الأنسجة على جزء من أحد الأطراف المفقودة ، وبعد ذلك ستنمو إلى الحجم المطلوب.

العلماء على يقين من أن الناس لديهم القدرة على التجدد ، ولكن شيئًا لا يسمح بحدوث ذلك. تعتقد بيلي سوالا ، مديرة مختبرات فرايداي هاربور ، أن الأشخاص لديهم نفس الجينات التي تسبب إصلاح الأنسجة. ما عليك سوى فهم كيفية تنشيطها.

التجديد شائع بين العديد من أنواع الحيوانات. بين الفقاريات ، هو الأكثر تطوراً في البرمائيات والأسماك. يستطيع الشخص استعادة أجزاء من الأعضاء وخلايا الجلد إلى حد ما ، لكنه فقد القدرة على تجديد الأجزاء المفقودة من الجسم تمامًا. يشتبه العلماء في وجود عدة أسباب.

يمكن لجهازنا المناعي ، في محاولة لوقف النزيف أو منع العدوى ، أن يتداخل مع التجدد من خلال تكوين نسيج ندبي على الجروح. أو أن حجم الشخص الكبير جدًا مقارنة بالحيوانات الأخرى يجعل التجديد يستهلك الكثير من الطاقة. لا يمكن أن يكون استبدال أحد الأطراف فعالاً من حيث الطاقة المستهلكة عليه إذا تمكنا من التكيف مع استخدام تسعة أصابع بدلاً من عشرة أو يد واحدة بدلاً من اثنين.

يحاول فريق من العلماء الآن معرفة نوع الخلايا التي تستخدمها الديدان للتجديد. يقترح الباحثون أن هذه قد تكون خلايا جذعية تعزز إصلاح الأنسجة ، أو أنواع أخرى من الخلايا التي يمكن إعادة توجيهها لاستئناف نمو الأطراف. كما يأملون في تنشيط الجينات لتحفيز التجدد الكامل للحيوانات التي أصبحت الآن غير قادرة على إصلاح جميع الأنسجة بالكامل.

تم نشر العمل العلمي في مجلة Developmental Dynamics في 25 أكتوبر 2016
DOI: 10.1002 / dvdy.24457

Source: https://habr.com/ru/post/ar399711/