دانشمندان یاد گرفته‌اند که چگونه بازسازی آکسولوتل را کنترل کنند

به گزارش مجله خبری نگار، محققان موسسه بیوتکنولوژی مولکولی در وین، به رهبری الی تاناکا، در درک چگونگی تعیین اینکه کدام قسمت بدن اکسولوتل - یک دوزیست شگفت‌انگیز که قادر به بازسازی اندام‌های از دست رفته است - نیاز به بازسازی دارد، به موفقیت بزرگی دست یافته‌اند. این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.

در شرایط سخت دریاچه‌های گل‌آلود اطراف مکزیکوسیتی، اکسولوتل‌ها اغلب در درگیری با اکسولوتل‌های مهاجم، اندام‌های خود را از دست می‌دهند. با این حال، تنها در هشت هفته، یک حیوان می‌تواند یک عضو از دست رفته را به طور کامل بازسازی کند. اینکه سلول‌ها دقیقاً چگونه «می‌دانند» چه چیزی را دوباره رشد دهند - انگشتان، آرنج یا شانه - همچنان یک راز باقی مانده است. اکنون محققان کشف کرده‌اند که کلید این معما در «حافظه» ژنتیکی سلول‌ها و یک سیستم سیگنال‌دهی ویژه، یادآور یک پخش رادیویی، نهفته است.

دانشمندان کشف کردند که قبل از آسیب، سلول‌های سمت خلفی (انگشت کوچک) اندام، ژن Hand۲ را بیان می‌کنند، در حالی که سمت قدامی (نزدیک‌تر به شست) این ژن را بیان نمی‌کند. پس از آسیب، سطح بیان Hand۲ به شدت افزایش می‌یابد و سیگنال Shh مجاور را فعال می‌کند، که از قبل به عنوان کلید رشد و تشکیل بافت جدید شناخته شده بود.

این جفت Hand۲-Shh مانند یک چراغ راهنما عمل می‌کند: هرچه سلول‌ها به منبع Shh نزدیک‌تر باشند، بیشتر "به یاد می‌آورند" که در پشت اندام هستند و شروع به رشد ساختار‌های مربوطه می‌کنند. سلول‌هایی که در فاصله دورتری قرار دارند، قسمت جلویی را تشکیل می‌دهند. پس از اتمام بازسازی، سطح Hand۲ دوباره به سطح پایینی کاهش می‌یابد و حافظه موقعیت را حفظ می‌کند.

برای اولین بار، محققان موفق به برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های قسمت قدامی یک اندام شدند: وقتی این سلول‌ها به قسمت خلفی پیوند زده شدند، مانند سلول‌های انگشت کوچک رفتار کردند و ساختار‌های «خلفی» را رشد دادند. این بدان معناست که سلول‌ها از نظر هویت انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند توسط سیگنال‌های خارجی پیکربندی مجدد شوند.

لئو اوتسوکی، نویسنده اول این مطالعه، گفت: «هیجان‌انگیز است که ما ابزاری داریم که نه تنها می‌تواند بازسازی را کنترل کند، بلکه به طور بالقوه آن را در سایر قسمت‌های بدن یا در گونه‌های دیگر نیز تحریک می‌کند.»

اگرچه انسان‌ها فاقد توانایی‌های احیاکننده‌ی اکسولوتل هستند، اما ژن‌های Hand۲ و Shh را نیز دارا هستند. این موضوع امیدی را ایجاد می‌کند که اگر انسان‌ها نیز «حافظه‌ی موقعیتی» مشابهی در سلول‌های خود داشته باشند، دانشمندان ممکن است بتوانند در آینده آن را برای ترمیم اندام‌ها یا اعضای بدن فعال کنند.