Мыши-мутанты научат людей отращивать новые конечности
Лабораторная мышь – полезнейшее животное. На этот раз ученые исследовали грызунов, способных к аномально быстрой регенерации тканей. Восстановление утраченных органов постепенно перестает быть научной фантастикой. Молекулярные биологи выяснили, что с регенерацией тканей связан определенный ген — p21.
Статья, описывающая работу исследовательского коллектива из университета Вашингтона и института Вистара (США), опубликована журналом PNAS — Proceedings of the National Academy of Science. Ученые выяснили, что у трансгенных мышей линии MRL, ранее замеченных в ускоренной регенерации, отключен p21 геном. Это открытие может сослужить хорошую службу медикам.
Линейные мыши
Биологи называют линией группу животных, которая имеет одинаковый генотип и получена, как правило, многолетним близкородственным скрещиванием или при помощи генной инженерии. Ближайший, но не совсем точно совпадающий с «линией» термин — «порода».
Так у обычных и MRL мышей зарастает отверстие в ушной раковине. Диаметр его составляет на первом снимке два миллиметра.
Удивительные свойства мышей линии MRL были открыты случайно еще в 1998 году. Тогда Эллен Хебер-Катц, специалист Вистаровского института в США, проводила экспемент с мышами, которых изначально собирались использовать для изучения аутоиммунных заболеваний, в частности волчанки.
Мыши, с точки зрения биологов, все «на одно лицо» и их надо как-то различать между собой. Вешать бирки — неподходящий для столь мелкого животного способ и потому Хебер-Катц попросту прокалывала грызунам уши. Ушная раковина у мышей тонкая, серьезного дискомфорта им эта процедура не доставляет, так делают во многих лабораториях мира и процедура нанесения меток относится к числу самых рутинных.
С мышами линии MRL все оказалось намного интереснее. У них проделанные отверстия зарастали намного быстрее, чем на всех прочих линиях лабораторных животных. Через некоторое время необычный эффект привлек внимание ученых. Мышам стали целенаправлено пробивать уши, а кое-какие животные отправились и на более жестокие опыты: от отрезания кончика хвоста до повреждения внутренних органов.
За что ставить памятник лабораторной мыши?
Примером подобного эксперимента наших дней может служить, например, изучение скорости заживления ожогов на крысах в зависимости от того, сидит ли животное в отдельной клетке или с другими крысами.
К сожалению, обойтись без таких опытов пока нельзя, так как культура клеток кожи, к примеру, по определению не может реагировать на психическое состояние животного. А если речь идет о восстановлении функций мозга после инсульта или заживлении костей после переломов? Вне организма выяснить все детали подобных процессов невозможно. Да и получить культуру клеток мозга можно только если вначале вырезать фрагмент ткани из животного — с жизнью это, как правило, несовместимо.
Выяснилось, что MRL мыши способны если не отращивать себе конечности, то по крайней мере восстанавливать поврежденные пальцы, а скорость заживления ран у них существенно больше, чем у обычных мышей. Оставалось понять почему это происходит и можно ли рассчитывать на воспроизведение этого эффекта.
Генная головоломка
Выяснить то, какой именно ген отличает мышей с необычной способностью к регенерации от обычных грызунов было непростой задачей. Ее решение упростило то, что ген p21 уже был известен исследователям как играющий важную роль в регуляции процессов клеточного деления.
Помимо идентификации роли p21 в процессе регенерации и восстановления соединительной ткани, биологи провели еще один эксперимент. Они взяли другую линию мышей, про которую было также известно, что их ген p21 выключен. Линия, которую ранее в ускоренном заживлении ран никто не подозревал, была также проверена на способность к регенерации. Результат подтвердил гипотезу ученых.
Что последует за этим? Увы, пока что не клинические испытания лекарств, способных восстановить утраченные конечности. Так как ген p21 вовлечен в самые разные процессы, подходить к изменению его активности следует достаточно осторожно, утверждают ученые. Клеточное деление — это не только регенерация тканей, но и рост опухолевых клеток. Чтобы научиться избирательно ускорять восстановление здоровых клеток без стимуляции злокачественных, ученым потребуется время на проведение дополнительных экспериментов.
