Учёные из Университета Уэйк Форест открывают ген SP6, способствующий регенерации тканей

Наука наконец нашла способ превратить нас в супергероев или, как минимум, в ящериц. Пока человечество изобретало титановые протезы, биологи из трех ведущих лабораторий копались в ДНК аксолотлей и мышей. Итог: найден генетический "рубильник", который заставляет кости и ткани расти заново. Это не магия, а работа SP-генов, которые оказались общим наследством для рыб, грызунов и людей.

Фото: Designed by Freepik by freepik, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Представление цепи ДНК человека

Генетический код регенерации: как это работает

Миллион ампутаций в год — таков жесткий счет сосудистых заболеваний и травм. Мы привыкли, что потерянная конечность — это навсегда. Но аксолотль так не считает.

Этот тритон отращивает лапы, хвост и даже куски сердца, пока отец генетики Грегор Мендель переворачивается в гробу от восторга. Ученые из Университета Уэйк Форест доказали: за это чудо отвечают гены SP6 и SP8.

"Мы видим фундаментальный механизм, который эволюция сохранила в самых разных видах. Это доказывает, что человеческий мозг продолжает эволюционировать, пытаясь взломать собственные ограничения физиологии", — объяснил в беседе с Pravda.Ru учёный-физик Дмитрий Лапшин.

Эти гены работают как прорабы на стройке. Они включают экспрессию белков в эпидермисе, подавая сигнал клеткам: "Стройте здесь кость!". Причем механизм идентичен у рыбок данио, аксолотлей и мышей.

У человека эти гены тоже есть, но они "спят" или работают вполсилы, позволяя нам заживлять разве что царапины или кончики пальцев в детстве.

Эксперименты с CRISPR: почему мыши перестали растить пальцы

Чтобы проверить теорию, ученые включили режим "бога" и воспользовались технологией CRISPR. Они просто вырезали ген SP8 из ДНК аксолотля. Результат был печальным: мощная регенерация сломалась.

Животное не смогло восстановить кости. То же самое произошло с мышами. Если убрать эти гены, тело забывает, как чинить само себя. Это еще раз подтверждает, что связь между генетикой и старением (или износом тканей) неразрывна.

Исследование показало, что отсутствие SP-генов блокирует активацию фактора роста FGF8. Без этого белка клетки не делятся, костная мозоль не формируется, а рана просто затягивается шрамом.

По сути, ученые нашли ключ к превращению детородных процессов в восстановительные. Хотя до того, как из цыпленка вырастет динозавр, еще далеко, биология уже делает шаг к регенерации утраченного.

"Любая манипуляция с кодом — это риск. Однако понимание эпигенетики позволяет нам не просто смотреть на гены, а управлять условиями их включения", — отметил в беседе с Pravda.Ru биофизик Алексей Корнилов.

Вирусная терапия: допинг для скелета

В Университете Дьюка пошли дальше. Они создали "полезный" вирус, который доставляет молекулу FGF8 прямо в зону травмы. В экспериментах на мышах это сработало: даже при дефиците собственных SP-генов, искусственная активация FGF8 стимулировала рост костей пальцев. Это прямой мостик к будущей терапии для людей.

Возможно, скоро вместо протеза пациенту будут вводить коктейль из вирусов-курьеров. Это поможет избежать активации генов старения и раковых мутаций, так как воздействие будет точечным. Мы учимся не просто лечить, а перезапускать биологическое время в отдельно взятой руке или ноге.

"Природа уже создала идеальные чертежи. Наша задача — научиться их читать и не мешать системе восстанавливаться самостоятельно", — подчеркнул в беседе с Pravda.Ru биолог Андрей Ворошилов.

Ответы на популярные вопросы о регенерации

Сможет ли человек вырастить ногу полностью?

На текущем этапе ученые говорят о восстановлении отдельных участков костей и тканей. Наращивание целой конечности — вопрос отдаленного будущего, требующий контроля за ростом нервов и сосудов.

Безопасна ли вирусная генная терапия?

Вирусы используются лишь как транспорт для доставки нужного гена. Основной риск здесь — возможная неконтролируемая мутация, поэтому технология проходит жесткие испытания.

Когда метод станет доступен в больницах?

Исследования на людях начнутся только после завершения многолетних циклов на млекопитающих. Это перспектива 10-15 лет.

Читайте также

• Как вырастить из цыпленка динозавра
• Человеческий мозг продолжает эволюционировать
• Гены старения: шаг к бессмертию сделан?
• Голландские учёные установили достоверную связь между генетикой и старением