regenerace | Svět2000

Jediné nesmrtelné zvíře na světě dokáže podvést smrt, ale nežije věčně

11. 10. 2023 Adam Walko 0 komentářů 3 min read 490 Zobrazení Fénix, jediné, medůza, nesmrtelné, regenerace, Turritopsis dohrnii, zvíře

Příroda/Fauna TOP 10 Zajímavosti

Nesmrtelná medúza může ošidit smrt tím, že se vrátí do své nejranější formy života ve chvíli, kdy její čas téměř vypršel. Pozoruhodná adaptace z ní učinila předmět výzkumu stárnutí a regenerace, ale ani nesmrtelná medúza nemůže žít věčně, píše IFL Science.

Turritopsis dohrnii je velmi malý, téměř jako nehet malíčku a má pozoruhodné regenerační schopnosti. Svůj život začíná jako nepohlavní polyp a později se vyvíjí do dospělé formy medúzy – název pochází od toho, že dospělé medúzy vypadají trochu jako Medúza s jejími hadovitými vlasy.

Během typického života medúzy se jedinec vylíhne z vajíčka, které bylo oplodněno spermií a vznikne zygota. Ta se vyvine v larvu, která je unášena a poté se přichytí na mořské dno a vyvine se v polypa. Ten se pak nepohlavně rozmnožuje a ze svého těla vypouští spoustu malých medúz, které vyrostou v dospělé jedince a nakonec uhynou.

Nesmrtelná medúza postupuje v prvních krocích přibližně stejně, ale když přijde čas smrti, dospělá medúza udělá něco velmi zvláštního. Místo aby zemřela, obrátí svůj životní cyklus, zmenší se a vytvoří „cysto“ kouli, která se přichytí k mořskému dnu a vyvine se v nového polypa. Tento polyp pak vytváří miniaturní mlže, jako by se cyklus opakoval.

Dokud medúzy nesežerou nebo nezničí nějakým jiným způsobem, může to takhle pokračovat donekonečna, a proto je popisována jako „biologicky nesmrtelná“. Tajemství nesmrtelnosti T. dohrnii je zapsáno v jeho DNA, ale jeho odhalení nebylo snadné.

Genom nesmrtelné medúzy byl dešifrován ve vyčerpávající studii z roku 2022, která zahrnovala čtení jejího genetického materiálu gen po genu, jako obrovský návod k použití. Pomocí různých bioinformatických nástrojů a komparativní genomiky, která srovnává návody k použití různých druhů, vědci objevili řadu variací, které přispívají k dlouhému životu a regeneraci nesmrtelné medúzy.

Soustředily se na opravu a replikaci DNA, obnovu populací kmenových buněk, komunikaci mezi buňkami a oxidativní poškození buněk, stejně jako na udržování telomer, konců chromozomů, které se mohou s věkem zvířat rozmotat. To vše jsou procesy, které jsou u člověka spojeny s dlouhověkostí a zdravým stárnutím. Identifikovali také řadu změn v genové expresi, které – prostřednictvím procesu známého jako dediferenciace – umožňují medúzám resetovat své biologické hodiny.

Přes všechny své genetické zvláštnosti však ani T. dohrnii nežije věčně. Ve skutečnosti má typický exemplář mnohem kratší očekávanou délku života než průměrný člověk, protože žádné množství Benjamin Buttoning vás nemůže zachránit před trávicími enzymy želvího střeva. Na rozdíl od svého jmenovce mají tyto medúzy málo obranných mechanismů a oceán je nebezpečné místo.

I když nesmrtelná medúza má bezpochyby více klíčů k tajemstvím antiagingu, nikdy nebudeme opakovat stejné kroky u člověka. Ale když se nad tím opravdu zamyslíte, nesmrtelnými slovy skupiny Queen, kdo chce žít věčně?

„Kdyby Juan Ponce de León znal tajemství, která Turritopsis dohrnii uchovala při hledání pramene mládí, zůstal by vysušený,“ napsali Daniel Maeso Miguel a Maria Pascual Torner, autoři studie z roku 2022. „A alchymisté by nenašli kámen mudrců, po kterém tak toužili.“

„To proto, že lidské tělo by bohužel nedokázalo napodobit to, co medúzy. Možná jediným způsobem, jak takovou fontánu nebo kámen najít, je uvědomit si, že bez smrti není života. Že každý systém, stejně jako lidstvo nebo naše vlastní tělo, potřebuje smrt některé ze svých částí, aby zůstal v rovnováze a přežil.“

Vědci našli způsob, jak regenerovat ztracené zuby

17. 7. 2023 Markéta Beňovská, Mgr. 3 min read 627 Zobrazení biologie, péče o zuby, regenerace, vývoj, výzkum, zubní implantáty, zuby

Budoucnost Medicína Nové TOP 10

Zubní implantáty by se díky výzkumu japonských vědců mohly stát minulostí. Ti objevili způsob, jak regenerovat ztracené zuby. Potlačením určitého genu vědci zvýšili účinnost růstových faktorů, které stimulují prořezávání nových zubů. Alespoň se to podařilo u hlodavců, píše Science journal.pl.

Novou studii provedli vědci z Kjótské univerzity a Univerzity ve Fukui. Vědci v publikaci, která vyšla v časopise Science Advances, popsali pozorovaný účinek protilátky proti genu USAG-1 (uterine sensitisation associated gene-1), který může stimulovat růst zubů. Tak tomu bylo alespoň u hlodavců trpících anodoncií – vrozenou vadou, která se vyznačuje absencí zubů.

Cesta k novým zubům

V ústech dospělého člověka se obvykle nachází 32 zubů. Existují však lidé, kteří mají v důsledku vrozené vady více nebo méně zubů. To se týká asi jednoho procenta populace. Japonští vědci zkoumali genetické příčiny případů s příliš mnoha zuby. Chtěli přitom získat některé poznatky, které by mohly být užitečné pro vývoj způsobu regenerace zubů u dospělých.

Jak upozornil Katsu Takahashi z Kjótské univerzity, jeden z hlavních autorů studie, základní molekuly zodpovědné za vývoj zubů byly identifikovány. „Morfogeneze jednotlivých zubů závisí na interakci několika molekul, včetně kostního morfogenetického proteinu,“ uvedl Takahashi.

Proteiny BMP a signální dráha Wnt, které Takahashi zmiňuje, se nepodílejí pouze na vývoji zubů. Modulují růst mnoha orgánů a tkání už v prenatálním stádiu. Protože však tyto sloučeniny řídí také růst mnoha dalších orgánů, může zásah do nich způsobit řadu závažných vedlejších účinků.

Stimulace růstu zubů

Vědci se zaměřili na gen USAG-1. „Věděli jsme, že umlčení genu USAG-1 má příznivý vliv na růst zubů. Nevěděli jsme však, zda to stačí,“ přiznal Takahashi.

Myši, které se účastnily pokusů, však vědci předtím geneticky upravili. Vědci u hlodavců vyvolali anodoncii, někdy nazývanou ageneze zubů. Jedná se o vrozenou vadu, která se projevuje absencí zubů a jejich úponů. Může postihnout jediný zub i celý chrup.

Pokusy ukázaly, že manipulací s interakcemi mezi genem USAG-1 a BNP a Wnt mohou vědci stimulovat růst zubů, aniž by to mělo jiné nežádoucí účinky. Na základě tohoto zjištění autoři dospěli k závěru, že USAG-1 brání růstu zubu tím, že se váže na BMP, a tím snižuje jeho aktivitu. Výsledky studie naznačily, že potlačení aktivity genu BMP umožňuje dostatečný růst nových zubů.

Mimořádně slibné výsledky experimentů

Injekce protilátek USAG-1 březím myším s anodoncií vedla k normálnímu vývoji zubů u jejich potomků. Jednorázové podání protilátky navíc vedlo k růstu celého nového zubu u normálních myší.

Vědci testovali protilátku také na fretkách. Tato zvířata mají podobné zuby jako lidé a stejně jako my jsou to difyodonti, což znamená, že mají sadu mléčných zubů, které jsou později nahrazeny zuby stálými. Technika se ukázala stejně účinná i u fretek. Jediná dávka protilátky vytvořila celý zub.

To naznačuje, že vyvinutá metoda by mohla fungovat i u lidí, i když je před námi ještě dlouhá cesta. Než bude možné ji testovat na lidech, musí být nejprve překonána řada bezpečnostních problémů. Vědci prozatím plánují pokus zopakovat na dalších savcích, jako jsou prasata a psi.

„Běžné tkáňové inženýrství není pro regeneraci zubů vhodné. Naše studie ukazuje, že bezbuněčná molekulární terapie je účinná pro širokou škálu vrozených agenezí zubů,“ uzavřel další autor studie Manabu Sugai z univerzity ve Fukui.