Высшие позвоночные утратили возможность регенерировать конечности из-за выхода на сушу. К такому выводу пришли ученые из Лаборатории молекулярных основ эмбриогенеза ГНЦ ИБХ РАН вместе со специалистами РНИМУ им. Пирогова.
Способность регенерации крупных придатков тела встречается у некоторых групп животных. Например, она есть у анамниот — рыб и амфибий, а амниоты, то есть рептилии, птицы и млекопитающие, ее лишились. Как считают исследователи, это произошло из-за смены среды жизни. Как оказалось, когда позвоночные выбрались на сушу, организм предпочел развивать другие способности.
Ученые проанализировали потенциальное негативное воздействие развитого адаптивного иммунитета, ороговения кожи, эндотермии тела и увеличения размеров тела. Такие способности появились при переходе в наземную среду обитания, поскольку помогли адаптировать к ней и выжить. Изменения повлияли на геномы животных. Высшие позвоночные утратили способности, но при этом приобрели новые — без подобной компенсации процесс не смог бы произойти.
Ученые подчеркнули, что подавляющее большинство генов, связанных с регенерацией у анамниот и исчезнувших у амниот, участвуют у анамниот только в самой ранней стадии. «Нарушение именно этой стадии регенерации может не влиять на механизмы развития конечностей во время эмбриогенеза, поскольку эти механизмы имеют сходство только с механизмами, действующими на поздней стадии регенерации», — заявили исследователи. Если были бы утрачены гены, участвующие в поздней стадии, это привело бы к нарушению развития конечностей в эмбриогенезе
Специалисты добавили, что самый перспективный подход к восстановлению утраченных конечностей у человека — создание аналогов эмбриональных зачатков конечностей. Для этого необходимо использовать тканевую инженерию на основе индуцированных стволовых клеток, которые переносят на ампутационную культю. «Из-за потери многих генов, необходимых именно на ранней стадии регенерации, этот подход может быть более эффективным, чем попытки индуцировать регенерацию конечности какими-либо воздействиями непосредственно в самой культе», — подчеркнули в ИБХ РАН.
Ранее ученые рассказали, как новая технология приведет к разгадке исчезновения мегафауны. Исследователи поняли, как эффективно изучить плохо сохранившиеся кости.