Hemligheten med salamanderregenerering har avslöjats - de växer nya organ från minnet. Istället för att återgå till ett embryonalt tillstånd, kommer salamandrarnas celler att minnas det förlorade organet och rekonstruera det exakt som det var tidigare
Mekanismen för regenerering av förlorade lemmar av salamandrar har inget att göra med verkan av stamceller, har forskare funnit.
Salamanders magiska förmågor
Förmågan hos dessa svansade amfibier att växa tassar, lungor och en hjärna har oroat mänskligheten i tusentals år - det studerades av Aristoteles, Voltaire, Darwin.
När djuret tappar en del av kroppen täcker cellerna i det ytliga skiktet i huden snabbt såret med det så kallade epitelbeläggningen, fibroblaster bryter bindningarna med bindvävnaden och bildar ett blastema (en ansamling av specialiserade celler) på sårplatsen, från vilken en ny lem bildas. Till exempel tar det bara tre veckor att få en ny tass.
I slutet av 1900-talet antog forskare att salamanderceller liknar stamceller, det vill säga att de kan förvandlas till vilket organ som helst.
Martin Kragl från det tyska Max Planck-institutet fann att detta inte är fallet. Tillsammans med sina amerikanska kollegor studerade han hur den mexikanska salamander, axolotlen Ambystoma mexicanum, växer lemmar och vävnader. Kragl utnyttjade upptäckterna från University of California, som bevisade att salamanderblastema-celler är som celler i utvecklingslemmarna hos däggdjursembryon, som kan förnya sina lemmar, men förlorar dessa färdigheter före födseln.
Experimentera i ultraviolett
Kampanjvideo:
Baserat på idén att utvecklingen av lemmar från blastema praktiskt taget upprepas i en kort form deras naturliga utveckling i växande varelser, delade tyska och amerikanska forskare djuren i två grupper. Den första som injicerades var GFP-proteinet härrörande från den fluorescerande maneten. I ultraviolett ljus belyser detta protein celler i grönt, vilket gör det möjligt för forskare att spåra ursprunget till olika celler och deras syfte. Den andra gruppen inkluderade både vuxna axolotlar och larver. Forskare introducerade dem till celler med protein som tagits från genetiskt modifierade individer. Ämnet injicerades i larverna där, som biologer visste, olika vävnader och organ, särskilt nervsystemet, borde ha vuxit. Vuxna injicerades först celler med protein och skars sedan bort från kroppen bit för bit.
Efter att ha observerat avdelningarna i flera veckor fann biologer att cellerna beter sig mycket konservativt - de växer bara i de organ och vävnader som de härstammar från. "Forskarnas främsta slutsats är att nya muskelceller endast producerar gamla muskelceller, nya hudceller endast producerar gamla hudceller, nya nervceller bara producerar gamla nervceller," skriver Science Daily. Denna process observerades tydligast i larverna: injiceras i området från vilket nervsystemet skulle växa, celler markerade i grönt spridda längs den växande axolotl exakt enligt nervsystemets schema.
"Med all sannolikhet omprogrammeras celler nära det amputerade organet, vilket gör att de kan starta embryonala vävnadsbildande program utan att återvända till den ursprungliga polypotentialcellen," konstaterade forskarna i en artikel publicerad i den prestigefyllda tidskriften Nature.
Med andra ord, salamanderceller uppträder på ett grundläggande annorlunda sätt än stamceller. Om de senare kan få specialisering och utvecklas till praktiskt taget alla organ, finns det i cellerna i salamandrar en mekanism för tydlig kontinuitet.
Från salamander till superman
Fördelen med salamanderceller är att de inte behöver nå ett embryonaltillstånd för att starta regenereringsprocessen - de fungerar bra som vuxna. Genom att avslöja hemligheten med "aktiva celler", kommer läkare att kunna odla en persons avtagna arm eller ben, enligt exemplet med en salamander.
"En dag kommer vi att kunna regenerera mänsklig vävnad," säger en av studiens författare, Malcolm Meden. Amerikanska forskares förhoppningar beror till stor del på personligheten hos dem som beställde studien: den sponsrades av det amerikanska försvarsdepartementet, vars företrädare vill hjälpa amputerade veteraner i Irak och Afghanistan.
