損傷した組織が再び成長するのを待つだけです。人間にとってせいぜい楽しい夢でも、動物界の他の種にとっては現実の日常生活です。しかし、一部の生物のユニークな再生能力の背後にはどのような秘密があるのでしょうか?研究者らは今回、組織修復に重要な役割を果たす扁形動物の遺伝子を特定した。この DNA 部分がなければ再生は機能しない。興味深いのは、人間は非常によく似た遺伝子を持っているということです。
人間は、皮膚や肝臓など、失われた組織を限られた範囲でしか再生できません。一方、他の動物は真の再生アーティストです。トカゲは危険な状況では尻尾を落としますが、後で尻尾を再生するだけです。アホロートルのようなサンショウウオは、切断された脊髄や網膜組織を再生することもできます。また、クラゲや扁形動物の中には、体を半分に切られても問題ないものもあります。これらの生き物はどうやってそれを行うのでしょうか？研究者たちは長い間、これらの疑問に対する答えを探してきました。なぜなら、もし彼らが組織修復の背後にある秘密を解読すれば、いつの日かその知識を人間の医療応用に利用できるかもしれないからです – 少なくともそれが希望です。
しかし、現時点では科学の進歩にはまだ程遠いです。研究により、再生能力に役割を果たす可能性のあるいくつかの分子シグナルと遺伝子がすでに明らかにされています。ただし、この背後にある正確なメカニズムは不明です。新しい組織が構築されるプロセスをより深く理解するために、ケンブリッジのハーバード大学のアンドリュー・ゲールケ氏と彼の同僚は、超能力を持つ扁形動物、ホフステニア・マイアミアに注目しました。この種はカリブ海沿岸やその他の温水域に広く生息しており、体のどの部分でも数日で再生することができます。
重要な制御遺伝子
研究のために、研究チームはまずホフステニア・マイアミアのゲノムを解読した。 「これまで、この種の完全なゲノム配列は入手できませんでした。これは、この分類学的部族の最初に完全に解読されたゲノムでもあります」とゲールケ氏の同僚マンシ・スリヴァスターナ氏は言う。このデータの分析により、科学者たちは再生能力の基礎について新たな手がかりを得ることができました。具体的には、切断後の線虫でどの遺伝子が特に強く発現するかを調べた。ゲノム内の 1 つの場所が特に注目に値することが判明しました。それは、転写因子 EGR の遺伝子です。この DNA セクションは、創傷後の初期段階で最も上方制御されたものです。
興味深いことに、研究者らはEGRの活性が非コードDNAセクション、つまりタンパク質合成のための情報を含まないゲノムの部分によって制御されていることを発見した。一方、EGR は、スイッチをオンまたはオフにすることができる他の一連の遺伝子全体の活性を制御する、一種の「マスター コントロール遺伝子」であると考えられます。したがって、EGR は少なくとも 61 個の遺伝子の制御ネットワークを制御します。したがって、組織の再生に明らかに重要なプロセスを制御します。これはEGRなしでは何も機能しないことを示しました。 「この遺伝子が不活性であれば、動物は単純に再生できません」とスリバスタナ氏は報告する。
人間との違いは何でしょうか？
モデル生物 Schmidtea mediterranea を用いたさらなる研究により、EGR 遺伝子がおそらくこの扁形動物でも再生に重要な役割を果たしていることが明らかになりました。研究者らによると、これは、この DNA セクションの特別な機能が、約 5 億 5,000 万年前に生息していたこれら 2 つの種の共通の祖先ですでに発達していたことを意味する可能性があります。今後の研究では、科学者らはEGR遺伝子がどのように機能するかを詳しく調べたいと考えている。これはまた、なぜ人間では再生がそれほどうまく機能しないのかという問題に新たな光を当てる可能性がある。
「線虫のEGRに関連する遺伝子は、成長因子や腫瘍抑制因子の制御など、人間の生物学においても重要な役割を果たしています」と、ボルティモアのジョンズ・ホプキンス大学の科学者マイケル・アロングとマイケル・シャッツはコメントしている。 。 「問題は、もし私たち人間がEGRを持っているなら、なぜ再生できないのかということです」とシュリバスタナ氏は言う。その答えは、このマスター スイッチの「配線」にあるのではないかと彼女と同僚は信じています。 EGR は人間の細胞にホフステニア・マイアミア細胞とは異なる何かを伝えます」とスリバスタナ氏は結論づけています。
出典: Andrew Gehrke (ハーバード大学、ケンブリッジ) 他、サイエンス、 doi: 10.1126/science.aau6173
