Учёные раскрыли молекулярный механизм регенерации конечностей у аксолотлей

Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, проливает свет на механизм, благодаря которому клетки аксолотля узнают, какие участки конечности восстанавливать. Руководитель проекта, Джеймс Монаган из Северо-восточного университета, и его команда показали: клетки ориентируются по градиенту распада ретиноевой кислоты, создаваемому ферментом CYP26B1.

Аксолотли способны восстанавливать не только конечности, но и органы и части нервной системы. Учёные выяснили, что уровень фермента CYP26B1 в дистальной (запястной) части конечности высок, он активно расщепляет ретиноевую кислоту, а в проксимальной (у плеча) — почти отсутствует. Это создает химический градиент, который играет роль сигнала: низкие уровни кислоты говорят клеткам, что они в кисти, высокие — определяют положение в области плеча.

Чтобы подтвердить гипотезу, исследователи блокировали CYP26B1 с помощью препарата таларозол. После ампутации в запястье клетки «считали» себя в плечевой области и начали строить дублированную полную конечность — вместо восстановления только кисти. Это стало прямым доказательством, что градиент распада кислоты задаёт «адрес» восстановления.

Молекулярным исполнителем сигнала стал ген Shox — активация ретиноевой кислоты включала его экспрессию именно в проксимальной зоне, стимулируя рост плеча и предплечья. CRISPR?эксперименты подтвердили его ключевую роль: при выключении Shox аксолотли создали кисть, но не развили плечо.

Авторы подчёркивают, что дело не в уникальных амфибийных генах, а в особенностях их регуляции. Люди тоже имеют ретиноевую кислоту и Shox, но у нас эти механизмы утрачены после рождения. Возможность стимулировать регенерацию у людей — через временное вмешательство в работу ключевых ферментов, без изменения ДНК — становится всё реалистичнее.

Следующие шаги — попытка перенести эти механизмы на млекопитающих и активация бластемы — группы стволовых клеток, способных восстановить ткань. Пока до человеческой регенерации конечностей ещё далеко, но понимание роли CYP26B1, ретиноевой кислоты и Shox — крупный шаг на пути к будущим клеточным терапиям.

 Источник: Nature communications, Изображение