Myším mohou vyrůst parohy. Pomůže objev k regeneraci částí lidského těla?

Vysokou schopností regenerace poškozených částí těla jsou známí nižší obratlovci – plazi a zejména obojživelníci. Oproti tomu jsou regenerační schopnosti savců značně omezené. Jednou z výjimek je tvorba parohů srnců. Každé jaro jim z takzvaných pučnic raší parohy tvořené kostí a chrupavkou. Parohy postupem času kalcifikují a tvrdnou až do období říje, kdy je tvoří téměř výhradně anorganické, necitlivé kosti připravené k soubojům. Na konci zimy pučnice resorbuje vrstvu kostní tkáně, dojde ke ztrátě souvislosti s lebkou a srnec parohy shazuje. Celý cyklus se pak opakuje. Vědci z Northwestern Polytechnical University v Xi’anu v Číně se zaměřili na identifikaci buněčných a molekulárních mechanismů, které za obměnou paroží stojí.

Pomocí metody sekvenace RNA prozkoumali 74 730 buněk nacházející se v pučnicích během klíčových fázích růstu paroží – před shazováním paroží, v jeho průběhu a po jejich ztrátě. Molekuly DNA si lze představit jako databázi návodů, podle kterých je možné skládat aminokyseliny do složitějších struktur – proteinů. DNA se nachází v jádře a proteiny jsou vyráběny mimo jádro v organelách zvaných ribozomy. V jádře dochází k vytvoření opisů – RNA. RNA už obsahuje pouze návod k výrobě konkrétního proteinu a tento návod putuje z jádra do ribozomů. V této studii se vědci zaměřili právě na sekvenaci molekul RNA, aby zjistili, které proteiny jsou v konkrétní fázi produkovány.

Autoři studie identifikovali rodinu kmenových buněk, které jsou pro obnovu parohů klíčové. V raných fázích vývoje naše buňky začínají jako pluripotentní kmenové buňky. To znamená, že se z těchto buněk za správných podmínek může vytvořit téměř jakákoliv buňka v těle. Teprve pomocí signálních molekul, které na ně působí, se začnou diferencovat na stále specializovanější buňky. Ze zcela nediferencovaných buněk mohou vznikat progenitory, které se mohou transformovat do omezeného množství typů buněk. A právě tyto progenitory se vyskytují v pučnicích srnců a umožňují obnovu paroží. Jde o tzv. PMC (PRRX1+ mezenchymální buňky).

Po shození paroží tyto buňky začaly generovat nový subtyp – PMS4, které se intenzivně přeměňovaly v chondrocyty a osteoblasty, které umožňují tvorbu chrupavky a kosti. Pochopení tohoto procesu vyvolalo otázku, jak by se tyto kmenové buňku chovaly jinde než na hlavách srnců.

Čínští vědci vzali kmenové buňky z pučnice pět dní po shozu paroží a transplantovali je do myšího čela. Po čtyřiceti pěti dnech se jim skutečně objevily struktury podobné parohu. Autoři studie hovoří o potenciálním využití tohoto mechanismu v regenerativní medicíně a o budoucnosti regenerace končetin.

Zdroj: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36821675/

Úvodní foto: Fotografie byla vytvořena pomocí systému DALL-E 2

Více z biologie na CZECHISIGHT:

Srdce na levém místě – jak řasinky určují tělní symetrii

Přestože lidské tělo z vnějšího pohledu působí symetricky, uvnitř to neplatí. Například srdce máme na levé straně, zatímco játra na pravé. Asymetrie se týká i plic, mozku nebo žaludku. Co rozhoduje o tom, jak budeme uspořádáni? A co se stane, pokud tento mechanismus nefunguje správně?

CZECHSIGHT – Vše z české a zahraniční vědyFilip Šlapal

Neverbální komunikace šimpanzů: nový pohled na vznik lidské řeči

Nová srovnávací studie přináší první důkazy toho, že gestikulace lidoopů je příkladem flexibilní a záměrné komunikace, podobně jako lidský jazyk. Ukázalo se, že lidé jsou schopni gesta šimpanzů správně interpretovat, přičemž se předpokládá, že právě gestikulace mohla vést ke vzniku lidské řeči.

CZECHSIGHT – Vše z české a zahraniční vědyKristýna Molnárová