Ученые из Калифорнийского университета в США впервые расшифровали, как золотая яблочная улитка восстанавливает утраченные глаза — и выяснили, что ее органы зрения удивительно похожи на человеческие. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Глаза человека — чрезвычайно сложный и практически не подлежащий восстановлению орган. Но у пресноводной улитки Pomacea canaliculata, также известной как золотая яблочная улитка, все иначе: она способна полностью отрастить утраченный глаз — с сетчаткой, хрусталиком и даже зрительным нервом.
«Яблочные улитки — исключительные существа», — отметила ведущий автор исследования Элис Аккорси, доцент кафедры молекулярной и клеточной биологии. — «Они дают уникальную возможность изучать полную регенерацию сложного сенсорного органа».
В ходе работы ее команда показала, что строение и гены, отвечающие за развитие глаз у человека и улитки, во многом совпадают. Более того, они впервые применили к улитке метод редактирования генома CRISPR/Cas9 — и отключили ключевой для глаз ген pax6. Как и у людей, его мутация привела к полной потере глаз у улиточных эмбрионов.
После ампутации глаза улитке требуется около месяца, чтобы отрастить его заново. В первые сутки заживает рана, затем к месту повреждения мигрируют неспециализированные клетки. Через полторы недели начинают формироваться структуры глаза, а к 15-му дню появляются все основные элементы — включая зрительный нерв. Однако еще по меньшей мере две недели они продолжают дозревать.
«Анатомически новый глаз неотличим от прежнего», — подчеркнула Аккорси.
Пока неясно, способны ли улитки видеть отросшими глазами так же, как раньше, — ученые планируют разработать поведенческий тест, чтобы это выяснить.
Следующая цель команды — выяснить, задействован ли pax6 не только в развитии глаз, но и в их регенерации. Если да — а если к тому же схожие гены есть и у людей — это может открыть дорогу к методам восстановления зрения у человека.
«Мы надеемся, что понимание механизма регенерации у улиток поможет активировать подобные процессы у людей», — заключила Аккорси.