IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Ученые завершили секвенирование генома асцидии Ciona intestinalis. Это очень важно для того, чтобы понять, каким образом происходит развитие животных и чем отличается развитие позвоночных животных от беспозвоночных. Асцидии являются наиболее близкими родственниками позвоночных животных из всех беспозвоночных. Личинки асцидии похожи на головастиков. Взрослые асцидии обычно прикрепляются к поверхности камней и ведут себя во многом подобно губкам. Геном асцидии содержит лишь 160 миллионов нуклеотидов, что, по крайней мере, в два раза меньше, чем самый маленький геном позвоночных животных - рыбы-собаки из семейства Tetraodontidae и в 20 раз меньше генома человека. В геноме асцидии 16000 генов. При этом, около 80% из них такие же, как и у человека. Однако отличие заключается в том, что у человека или мыши за одну и ту же функцию отвечает целое семейство генов, у асцидии же это единичный ген.  Асцидии обладают достаточно простой генетикой, которая может быть полезной для изучения того, как и когда происходит активация и репрессия определенных генов (John Whitfield, 2002).

Все вышесказанное позволяет утверждать, что изучения в данном направлении несут в себе практическую и теоретическую значимость. А одной из самых значительных проблем в лечении болезней, является нехватка моделей для исследования, что выявляет актуальность работы.

Исследование ученых из Манчестерского университета открывает перспективу выращивания человеческой мышечной ткани из наноразмерных нитей асцидий. Как показывают результаты лабораторных экспериментов, целлюлоза, добытая из морских асцидий, способна влиять на поведение клеток скелетных мышц. Целлюлоза, которую получают из асцидий, оптимально подходит именно для выращивания мышечной ткани благодаря своей уникальной способности легко принимать необходимую позицию.

Выровненные и расположенные параллельно друг к другу целлюлозные нанонити способствуют быстрому выравниванию и интеграции мышечных клеток. Длинные и тонкие целлюлозные нановолокна создают подобие каркаса, на котором нарастает мышечная ткань. Миобласты легко обнаруживают каркас и, взаимодействуя друг с другом, превращаются в миотрубки - основу скелетного мышечного волокна.

Простота, быстрота и эффективность метода помогут врачам и ученым создавать нормально сформированную скелетную мышечную ткань. Полученная с помощью асцидий мышечная ткань может быть использована для «ремонта» поврежденных мышц или выращивания мышц, что называется «с нуля».

"Существует возможность точного воссоздания мышечных волокон, а также других тканей, в строении и функции которых важную роль играет выравнивание, в частности, связок и нервов", - отмечает руководитель исследования Stephen Eichhorn (James M. Dugan, Julie E Gough and Stephen J Eichhorn, 2011).

А вот шведские учёные нашли у асцидий и морских звёзд механизм, который пробуждает теломеразу - «фермент бессмертия». Морские животные асцидии  могут помочь нам победить старение, считают исследователи из Гётеборгского университета, решившие выяснить, как этим примитивным хордовым удаётся оставаться «вечно молодыми».

Один из известнейших механизмов старения - это укорочение хромосом. При размножении клеток генетический материал удваивается, но белковая машинерия, ответственная за копирование ДНК, всякий раз чуть-чуть «недочитывает», недокопирует хромосому. Эти участки, как бы остающиеся за бортом и не несущие жизненно важной информации, называются теломерами. А ещё есть фермент теломераза, который может достраивать эти теломеры - а значит, увеличивать число делений клетки. В итоге ткань, в которой есть такая клетка, имеет шанс на обновление, то есть на замену старых клеток - новыми, а, следовательно, и на продление жизни. Жаль только, что этот фермент активен лишь в стволовых, половых и некоторых других клетках нашего организма!

И вот асцидии, как оказалось, способны активировать собственную теломеразу, что и показали учёные, опубликовавшие соответствующую статью в журнале Biogerontology (2011) . Эти животные размножаются неполовым способом, клонируя сами себя: новая особь отпочковывается из тела старой. Очевидно, что асцидиям был необходим механизм, который поддерживал бы их тело в хорошем состоянии, чтобы не отдавать потомкам поношенные, «уставшие» клетки. Им оказалась активная теломераза. Кроме того, асцидии обладают способностью вырезать сами из себя старые повреждённые участки и заменять их новыми.

За такую «вечную молодость» животным с бесполым размножением приходится дорого платить: обедняются генотип и вариативность признаков, что, в конечном счёте, приводит к худшей приспособляемости вида к меняющимся условиям окружающей среды. Тем не менее, механизм пробуждения теломеразы может быть взят на клиническое вооружение людьми. В пользу такой возможности говорит и то, что гены, контролирующие активность теломеразы, у людей и асцидий с морскими звёздами довольно похожи (Helena Nilsson Sköld, 2011).

Код для цитирования: Скопировать