Αυτές οι μέδουσες στο μέγεθος των νυχιών μπορούν να αναγεννήσουν τα πλοκάμια — αλλά πώς;

Ένα ασυνήθιστο είδος μέδουσας

που βρέθηκε στον ανατολικό Ειρηνικό Ωκεανό που ονομάζεται

Cladonema pacificum




έχει μέγεθος περίπου όσο ένα ροζ νύχι, αλλά μπορεί να αναγεννήσει ένα ακρωτηριασμένο πλοκά

μι

σε μόλις δύο ή τρεις ημέρες. Οι μέδουσες χρειάζονται τα πλοκάμια τους για να κυνηγήσουν και να τραφούν, επομένως η διατήρηση τους ανέπαφη είναι ζω

τι

κής σημασίας για την επιβίωσή τους. Πώς μέδουσες

σχηματίζουν τα απαραίτητα μέρη

για την αναγέννηση των εξαρτημάτων

ήταν ένα μυστήριο

. Τώρα, μια ομάδα με έδρα την Ιαπωνία αρχίζει να κατανοεί τις κυτταρικές διεργασίες που χρησιμοποιούν αυτές οι μικροσκοπικές μέδουσες στην αναγέννηση των άκρων. Τα ευρήματα περιγράφονται στο α

μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 21 Δεκεμβρίου στο περιοδικό

PLOS Βιολογία


.

[Related:


Even without brains, jellyfish learn from their mistakes


.]

Βρίσκοντας το βλάστημα

Σαλαμ

άνδρες

και

έντομα σαν σκαθάρια

σχηματίζουν μια συστάδα αδιαφοροποίητων κυττάρων που δεν έχουν ακόμη εξελιχθεί σε συγκεκριμένους κυτταρικούς τύπους. Αυτά τα αδιαφοροποίητα κύτταρα μπορούν να αναπτυχθούν σε βλάστημα, το οποίο είναι κρίσιμο για την αποκατάσταση της βλάβης και την εκ νέου ανάπτυξη των εξαρτημάτων.

Για να αναζητήσουν σημάδια του κρίσιμου βλαστήματος στις μέδουσες, οι συγγραφείς αυτής της μελέτης ακρωτηρίασαν ένα πλοκάμι από

Cladonema pacificum

μέδουσες στο εργαστήριο. Στη συνέχεια μελέτησαν τα κύτταρα που αναπτύχθηκαν στη μέδουσα μετά τον ακρωτηριασμό. Η ομάδα το βρήκε

Οι μέδουσες έχουν βλαστικά πολλαπλασιαστικά κύτταρα

αναπτύσσονται και διαιρούνται ενεργά, αλλά δεν αλλάζουν ακόμη σε συγκεκριμένους τύπους κυττάρων. Αυτά τα κύτταρα εμφανίζονται στο σημείο του τραυματισμού και βοηθούν από το βλάστημα.

«Είναι σημαντικό ότι αυτά τα βλαστικά πολλαπλασιαστικά κύτταρα στο βλάστημα είναι διαφορετικά από τα μόνιμα

βλαστοκύτταρα

που εντοπίζονται στο πλοκάμι», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και κυτταρικός βιολόγος του Πανεπιστημίου του Τόκιο, Yuichiro Nakajima.

είπε σε δήλωση

. «Ειδικά για την επιδιόρθωση πολλαπλασιαστικά κύτταρα συμβάλλουν κυρίως στο επιθήλιο – το λεπτό εξωτερικό στρώμα – του νεοσχηματισμένου πλοκαμιού.

Αυτά τα μόνιμα βλαστικά κύτταρα κοντά στο πλοκάμι της μέδουσας είναι υπεύθυνα για τη διατήρηση και την επιδιόρθωση όποιων κυττάρων χρειάζεται η μέδουσα καθ ‘όλη τη διάρκεια της ζωής της. Ωστόσο, τα πολλαπλασιαστικά κύτταρα χρειάζονταν μόνο για την επιδιόρθωση ενός εξαρτήματος που λείπει

εμφανίζονται όταν η μέδουσα τραυματίζεται

.

«Μαζί, τα μόνιμα βλαστοκύτταρα και τα ειδικά για την επισκευή πολλαπλασιαστικά κύτταρα επιτρέπουν την ταχεία αναγέννηση του λειτουργικού πλοκαμιού μέσα σε λίγες ημέρες», είπε ο Nakajima.

Διμερείς εναντίον μη διμερών

Σύμφωνα με τους συγγραφείς

, αυτό το εύρημα βοηθά τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα πώς ο σχηματισμός βλαστήματος διαφέρει μεταξύ διαφορετικών ομάδων ζώων που έχουν διαφορετικά αναπτυξιακά σχήματα. Για παράδειγμα, οι σαλαμάνδρες είναι

διμερή ζώα

που αναπτύσσουν δύο ίσες πλευρές δεξιά και αριστερά. Οι μέδουσες θεωρούνται

μη διφορείς

, αλλά τόσο οι μέδουσες όσο και οι σαλαμάνδρες είναι ικανές να αναγεννήσουν τα άκρα παρά τις συμμετρικές διαφορές τους. Τα άκρα της σαλαμάνδρας έχουν βλαστοκύτταρα περιορισμένα σε συγκεκριμένες ανάγκες κυτταρικού τύπου και αυτή η διαδικασία φαίνεται να λειτουργεί παρόμοια με τα ειδικά για την επισκευή κύτταρα που παρατήρησε η ομάδα στις μέδουσες.

[Related:


There’s no stopping this immortal jellyfish


.]

«Δεδομένου ότι τα ειδικά για την επισκευή πολλαπλασιαστικά κύτταρα είναι ανάλογα με τα περιορισμένα βλαστοκύτταρα στα αμφίπλευρα άκρα σαλαμάνδρας, μπορούμε να υποθέσουμε ότι ο σχηματισμός βλαστήματος από επισκευαστικά πολλαπλασιαστικά κύτταρα είναι ένα κοινό

χαρακτηριστικό

που αποκτάται ανεξάρτητα για την αναγέννηση σύνθετων οργάνων και εξαρτημάτων κατά την εξέλιξη των ζώων», του Τόκιο κυτταροβιολόγος Sosuke Fujita

είπε σε δήλωση

.

Δεν είναι ακόμη σαφές από πού προέρχονται τα ειδικά για την επιδιόρθωση πολλαπλασιαστικά κύτταρα που παρατηρούνται στο βλάστημα. Τα ερευνητικά εργαλεία που είναι διαθέσιμα επί του παρόντος για τη διερεύνηση αυτών των κυτταρικών προελεύσεων είναι πολύ περιορισμένα για να εξηγήσουν την πηγή αυτών των κυττάρων ή να βρουν άλλα βλαστικά κύτταρα. Απαιτείται περισσότερη μελέτη και νέα εργαλεία για τη μελέτη της γενετικής.

«Θα ήταν σημαντικό να εισαχθούν γενετικά εργαλεία που επιτρέπουν την ιχνηλάτηση συγκεκριμένων κυτταρικών γενεαλογιών και τη χειραγώγηση σε

Κλαδονέμα

», είπε ο Νακατζίμα. «Τελικά, η κατανόηση των μηχανισμών σχηματισμού βλαστήματος σε αναγεννητικά ζώα, συμπεριλαμβανομένων των μεδουσών, μπορεί να μας βοηθήσει να εντοπίσουμε κυτταρικά και μοριακά συστατικά που βελτιώνουν τις δικές μας αναγεννητικές ικανότητες».