Медуза Turritopsis dohrnii способна обращать свой жизненный цикл вспять, возвращаясь в ювенильную стадию. Ученые изучают генетические механизмы, стоящие за этой способностью, чтобы выяснить, могут ли они быть использованы в лечении заболеваний, связанных со старением.
Исследование направлено на понимание того, может ли этот процесс способствовать регенерации человеческих тканей, что потенциально применимо для восстановления повреждений и лечения дегенеративных заболеваний.
При столкновении с неблагоприятными условиями Turritopsis dohrnii может остановить свое развитие и превратиться в клеточную массу. Через один-три дня появляется полип — начальная стадия, которая растет и формирует колонию, способную производить новых взрослых медуз.
Этот феномен привлек внимание исследователей в 1992 году, когда итальянский ученый обнаружил полипы в контейнере, где он оставил животных без пищи на выходные. Это открытие побудило ученых изучить, как вид способен вернуться на предыдущую стадию развития.
Одним из объяснений является транsdifferenciation. В этом процессе определенные взрослые клетки теряют свои специализированные характеристики и принимают другие функции, что позволяет сформироваться полипу.
Биолог-морское Мария Миглиетта из Университета A&M в Техасе в Галвестоне объясняет: «Из медузы, которая не умирает, вы получаете эту колонию, которая может сформировать сотни других».
Несмотря на прозвище «бессмертная медуза», этот вид не неуязвим. Хищники, нехватка пищи и другие факторы окружающей среды могут привести к ее гибели.
Исследователи также пытаются понять роль ДНК в этом механизме. Исследование 2022 года сравнило генетический материал Turritopsis dohrnii с материалом родственного вида, который, насколько известно, не обладает такой же способностью к омоложению.
Анализ выявил больше копий генов, связанных с восстановлением ДНК и поддержанием теломер — структур, защищающих концы хромосом. Поскольку теломеры имеют тенденцию укорачиваться с возрастом, их поддержание может объяснить часть долголетия вида.
Исследования 2019 и 2021 годов также обнаружили повышенную активность генов, связанных с этими механизмами. Однако полученные результаты еще не дают полного объяснения процесса омоложения.
Среди основных нерешенных вопросов остаются следующие:
Онколог-педиатр Майкл Колдобски, из Университета Джонса Хопкинса, сотрудничает с Миглиеттой, чтобы исследовать, могут ли аналогичные процессы быть индуцированы в человеческих клетках.
Ожидается, что эти знания в будущем помогут ускорить восстановление поврежденных тканей после инсультов или сердечных приступов. Также существует интерес к изучению возможных применений против возрастных нарушений зрения и нейродегенерации, вызванной болезнью Альцгеймера.
Колдобски утверждает: «Святой Грааль такого типа развития, я думаю, — это регенеративная биология: попытка обратить вспять дегенерацию или относительную деградацию, связанную со старением».
Тем не менее, путь к этим методам лечения остается долгим. Ученые уже смогли индуцировать процессы, схожие с омоложением, в клетках млекопитающих, но применение этих методов к человеческим тканям все еще затруднено.
Сама медуза накладывает ограничения на исследования. Неизвестно, могут ли особи, способные к омоложению, повторять этот процесс бесконечно, и длительное содержание их в лаборатории является сложной задачей.
Поэтому научный интерес сосредоточен на выявлении механизмов, делающих это обращение возможным, и на том, может ли какой-либо из них быть безопасно использован в медицине человека.