Китайским ученым удалось восстановить поврежденные наружные уши у мышей за счет активации «эволюционно отключенного генетического переключателя». Wang Wei и Deng Ziqing, соавторы открытия, в своих публикациях упомянули о том, что регенерация не происходила из-за дефицита ретиноевой кислоты (производного витамина А), которая регулирует тип клеток, участвующих в развитии и восстановлении тканей. Их выводы позволяют предположить, что генетические переключатели можно активировать и для регенерации других органов. Хотя разработка методики регенерации органов у людей является длительным и сложным процессом, результаты исследования, опубликованного в журнале Science, дают ученым надежду, что эта цель достижима.

Wang, представляющий Национальный институт биологических наук в Пекине, сообщил, что группа продолжит свои исследования, чтобы определить механизмы потери способности к регенерации в ходе эволюции мышей. «Способность к регенерации необходима для выживания животных. Если она была утрачена в ходе эволюции, маловероятно, что это произошло случайно. Мы также изучаем возможности регенерации других органов, включая спинной мозг», – отметил Wang, который также является доцентом в Институте многопрофильных биомедицинских исследований Цинхуа.

Ученый вернулся в Китай в 2021 году после семи лет работы в Институте медицинских исследований Стоуэрса и Медицинском институте Говарда Хьюза в Соединенных Штатах Америки. Как специалист по омоложению он сосредоточил усилия на исследованиях регенерации ушной раковины и спинного мозга млекопитающих, а также молекулярной основы этого биологического процесса и эволюции регенеративных способностей у позвоночных. Ушная раковина была идеальной отправной точкой для научных работ. Хотя она содержит множество тканевых структур, таких как кожа, жир, хрящи и мышцы, у нее менее сложная анатомия по сравнению с другими внутренними органами. Wang добавил, что эту часть тела можно легко наблюдать и оперировать.

Deng, соавтор-корреспондент и старший научный сотрудник BGI-Research, сообщил, что институт поддержал исследование с помощью технологии Stereo-seq («камеры жизни»), которая сочетает в себе визуализацию клеток с высоким разрешением и анализ экспрессии генов. «Мы использовали технологию для определения локализации измененных типов клеток в процессе заживления ран в разные моменты времени и понимания механизмов, лежащих в основе регенерации», – сказал он.

По словам Wang, сначала возможности каждого гена проверялись по отдельности. Однако ни один тест не дал ожидаемого результата, а некоторые гены даже увеличили искусственно созданное отверстие в ушной раковине. Затем обнаружился ген, кодирующий фермент для синтеза ретиноевой кислоты. Производное витамина А оказалось важной сигнальной молекулой в развитии позвоночных. Ученые не скрывали, что открытие, сделанное в результате трехлетних экспериментов, вызывало у них удивление, поскольку на биологические процессы повлиял один единственный ген. Чтобы определить, какие гены могут активировать генетические переключатели в других частях тела, необходимы дальнейшие исследования, поскольку для каждого органа они могут быть уникальными.

«Это исследование важно как доказательство того, что генетический переключатель для регенерации органов существует. Следующей целью является поиск переключателей для других органов, которые станут ключами к их регенерации. Наша лаборатория сосредоточена на восстановлении спинного мозга, и в процессе поиска может обнаружиться два или более сигнальных путей, работающих вместе. Одним из препятствий для прорыва в исследованиях регенерации человеческих органов, является существенная разница в анатомии мыши и человека, включая сердце и спинной мозг», – отметил Wang. После идентификации молекул и разработки лекарств, которые могут регенерировать органы мышей, ученым предстоит решить сложную задачу по определению их безопасной дозировки для людей.

По материалам scmp.com