Επιστήμονες χαρτογράφησαν για πρώτη φορά τον τρόπο με τον οποίον η ύδρα, το μικροσκοπικό υδρόβιο ζώο που ζει σε λίμνες γλυκού νερού και ρέματα, μπορεί να αναγεννήσει το κεφάλι της αλλάζοντας τον τρόπο ρύθμισης των γονιδίων της.
Το σώμα μιας ύδρας είναι αρκετά απλό και αποτελείται από έναν σωληνοειδή κύλινδρο που έχει στη μία άκρη του ένα εξάρτημα που μοιάζει με πόδι και στην άλλη ένα στόμα με πλοκάμια. Οι ύδρες διαθέτουν την ικανότητα να αναγεννούν κομμάτια του σώματός τους που έχουν ακρωτηριαστεί. Υπό τις κατάλληλες συνθήκες, μπορεί να αναπτυχθεί ένα εντελώς νέο ζώο από ένα αποκολλημένο κομμάτι ιστού.
Σε εργαστηριακά πειράματα, οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι οι ύδρες μπορούν να ανανεώνουν τα κύτταρά τους επ’ αόριστον, πράγμα που σημαίνει ότι τα ζώα αυτά είναι βιολογικά αθάνατα. Προηγούμενες έρευνες έχουν προσδιορίσει ορισμένες πτυχές αυτής της ικανότητας της ύδρας. Ωστόσο, εδώ και χρόνια, οι ερευνητές διερευνούν τον τρόπο με τον οποίο το γονιδίωμα της ύδρας κατευθύνει τα κύτταρα ώστε να αναπτύξουν ένα ολοκαίνουργιο κεφάλι.
Επιστημονική ομάδα χαρτογράφησε τις οδηγίες των υδρών για την ανάπτυξη του κεφαλιού και έδειξε ότι η συγκεκριμένη γονιδιακή δραστηριότητα αποκλίνει από τις γενετικές οδηγίες που διαμορφώνουν την ανάπτυξη του κεφαλιού σε μια νέα ύδρα όταν αυτή εκβλαστάνει ή αναπαράγεται. Αν και το αποτέλεσμα είναι το ίδιο, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η γονιδιακή έκφραση ποικίλλει πολύ περισσότερο κατά τη διάρκεια της αναγέννησης του κεφαλιού.
Οι ύδρες ανήκουν στα κνιδόζωα (Cnidaria), όπως και οι μέδουσες, οι θαλάσσιες ανεμώνες και τα κοράλλια. Όλα τα κνιδόζωα έχουν πλοκάμια και είναι ακτινοσυμμετρικά, όπως ένας τροχός ή ένας σωλήνας αντίστοιχα. Οι ύδρες έχουν μήκος έως 20 χιλιοστά και 10 έως 12 πλοκάμια που περιβάλλουν το κεφάλι τους.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν για την αναγεννητική ικανότητα της ύδρας από τότε που ανακάλυψαν αυτά τα μικροσκοπικά ζώα πριν από σχεδόν 280 χρόνια, δήλωσε στο Live Science η συν-συγγραφέας της μελέτης Aide Macias-Muñoz, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Τμήμα Οικολογίας, Εξέλιξης και Θαλάσσιας Βιολογίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στη Σάντα Μπάρμπαρα.
Προηγούμενη έρευνα έδειξε επίσης ότι πολλαπλά γονίδια σε ένα μονοπάτι που ονομάζεται «Wnt» ελέγχουν την ανάπτυξη του κεφαλιού των υδρών και ότι μια ομάδα κυττάρων που βρίσκονται κοντά στην κορυφή του σώματος, στέλνει σήματα σε κύτταρα κοντά στο κομμένο κεφάλι της ύδρας, κατευθύνοντας το σχηματισμό εξειδικευμένων ιστών για τη δημιουργία ενός νέου κεφαλιού.
Για τη νέα μελέτη, οι ερευνητές εντόπισαν αρχικά περισσότερους από 27.000 γενετικούς παράγοντες που παίζουν ρόλο στην αναγέννηση της ύδρας, και στη συνέχεια χαρτογράφησαν μικρότερα υποσύνολα αρκετών χιλιάδων στοιχείων για να βρουν τους διακόπτες on/off στο γονιδίωμα της ύδρας, οι οποίοι ήταν ενεργοί μόνο όταν τα ζώα αναγεννούσαν νέα κεφάλια.
Καθώς οι συγγραφείς της μελέτης δημιουργούσαν αυτούς τους χάρτες, παρατήρησαν ότι δεν είναι όλα τα κεφάλια ίδια. Συγκεκριμένα, μια ύδρα χρειάστηκε περίπου 72 ώρες για να αναπτύξει ένα κεφάλι, ενώ για την αναγέννηση ενός κεφαλιού αντικατάστασης, χρειάστηκε περίπου 48 ώρες. Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης 298 διαφορές στη γονιδιακή έκφραση μεταξύ των δύο διαδικασιών.
«Κατά τη διάρκεια της εκβλάστησης, τα γονίδια φαίνεται να αυξάνονται αργά και συνεχώς», εξήγησε η επιστήμονας. «Κατά τη διάρκεια της αναγέννησης, τα γονίδια έχουν πιο δυναμική έκφραση, ορισμένα αυξάνονται γρήγορα και στη συνέχεια μειώνονται, και η έκφραση κορυφώνεται σε διαφορετικά χρονικά σημεία της αναγέννησης».
Αυτή είναι η πρώτη απόδειξη των παραλλαγών στις γενετικές οδηγίες για την ανάπτυξη του κεφαλιού στις ύδρες, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα ζώα αυτά θα μπορούσαν να έχουν εντελώς διαφορετικά σύνολα σχεδίων για την ανάπτυξη του κεφαλιού – που ενδεχομένως να ενσωματώνουν εκατοντάδες γονίδια – για την αναγέννηση, την ανάπτυξη και την εκβλάστηση, δήλωσε η Aide Macias-Muñoz στο Live Science.
«Αυτό θα σήμαινε ότι υπάρχουν τρεις διαφορετικοί τρόποι για να αναγεννηθεί ένα κεφάλι, ανάλογα με τις συνθήκες», δήλωσε ο Macias-Muñoz.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στις 8 Δεκεμβρίου στο περιοδικό «Genome Biology and Evolution».
ΠΗΓΗ: Live Science
Κάνε like στη σελίδα μας στο Facebook
Ακολούθησε μας στο Twitter
Κάνε εγγραφή στο κανάλι μας στο Youtube
Γίνε μέλος στο κανάλι μας στο Viber
– Αναφέρεται ως πηγή το ertnews.gr στο σημείο όπου γίνεται η αναφορά.
– Στο τέλος του άρθρου ως Πηγή
– Σε ένα από τα δύο σημεία να υπάρχει ενεργός σύνδεσμος