Учени се опитват да разгадаят една от най-необикновените загадки в природата – способността на т.нар. „безсмъртна“ медуза да върне биологичния си часовник назад и да се преобрази от зрял организъм в по-ранна форма на живот. Изследователите се надяват, че разкриването на генетичните и молекулярните механизми зад този процес един ден може да помогне за възстановяването на човешки клетки и тъкани, съобщава Би Би Си.
Медузата от вида Turritopsis dohrnii притежава изключителната способност при неблагоприятни условия да се върне от зряла форма към полип – ранен стадий от жизнения си цикъл. Само за един до три дни от струпване на клетки може да се образува нов полип, който впоследствие да даде начало на колония и на множество нови медузи. Така организмът сякаш се връща към началото на собственото си развитие, вместо да следва обичайния път към стареенето и смъртта.
Морският биолог Мария Милиета от Тексаския университет A&M в Галвестън изследва как тези организми се възстановяват след различни стресови въздействия. При определени условия медузите престават да плуват, потъват на морското дъно и постепенно променят формата си. Това, което на пръв поглед може да изглежда като край на живота им, всъщност може да се окаже начало на нов етап от развитието им.
По думите на Милиета от една-единствена медуза може да се образува колония, способна да произведе стотици нови организми. Те също могат да притежават необичайната способност да повтарят процеса на подмладяване, превръщайки жизнения цикъл на вида в своеобразен биологичен кръговрат.
За първи път на тази забележителна способност е обърнато внимание през 1992 г. Тогава италиански учен установява, че медузи, оставени без храна през уикенда, вместо да загинат, са преминали обратно към стадия на полипи. Неочакваното откритие поставя началото на научни изследвания върху механизмите, които позволяват на организма да се върне към по-ранна форма. По-късно биологът Стефано Пираино от Университета в Саленто се заема да проучи какво стои зад този необичаен феномен.
Един от ключовите процеси е т.нар. трансдиференциация – способността на зрели, специализирани клетки да променят функцията си и да се преобразуват в друг тип клетки. При Turritopsis dohrnii този механизъм участва в преструктурирането на организма и връщането му към по-ранен етап от развитието. Вместо клетките просто да продължат да изпълняват досегашните си функции, част от тях могат да поемат нова роля, позволявайки на медузата да възстанови предишната си форма.
Именно тук се крие един от най-големите въпроси пред учените: какво задейства тази промяна? Изследователите търсят гените и молекулярните механизми, които управляват процеса, с надеждата да открият своеобразен молекулярен „превключвател“ за клетъчното подмладяване. Ако подобен механизъм бъде разбран в детайли, това би могло да даде нови насоки за изследване на процесите на стареене и възстановяване при други организми, включително хората.
В проучване от 2022 г. учени сравняват генома на Turritopsis dohrnii с този на сроден вид медуза. Резултатите разкриват, че безсмъртната медуза разполага с повече копия на определени гени, свързани с производството на протеини, които участват в поправката на ДНК и защитават генетичния материал от увреждания.
Изследователите откриват и повече копия на гени, свързани с поддържането на теломерите – защитни структури, разположени в краищата на хромозомите. С напредването на възрастта теломерите обикновено се скъсяват, а състоянието им е тясно свързано с клетъчното стареене. Тези особености насочват вниманието към възможни механизми, чрез които медузата поддържа способността си да се възстановява.
За учените подобни открития отварят интригуваща перспектива. По-доброто разбиране на механизмите, които позволяват на организма да възстановява тъканите си и да променя клетъчната си идентичност, би могло в бъдеще да допринесе за разработването на нови медицински подходи. Сред потенциалните области на приложение са възстановяването на увредени тъкани, по-бързото заздравяване на рани и лечението на някои заболявания, свързани с възрастта. Изследователите се надяват, че тези знания един ден могат да помогнат и при увреждания след инсулт или инфаркт, загуба на зрение и невродегенеративни заболявания.
Пътят от необикновената способност на една медуза до възможно медицинско приложение при хората обаче е дълъг. Засега няма доказателства, че механизмът, който позволява на Turritopsis dohrnii да се връща към по-ранен етап от развитието си, може да бъде възпроизведен при човека. А определението „безсмъртна“ не означава, че медузата е неуязвима: тя все още може да загине от хищници, болести или други неблагоприятни фактори.
Въпреки тези ограничения малкият морски организъм продължава да предлага на науката ценна възможност да изследва границите на клетъчното възстановяване. Разгадаването на неговите тайни може да помогне на учените да разберат по-добре защо клетките стареят, защо с времето губят част от способността си да се възстановяват и дали някои от тези процеси могат да бъдат повлияни. Засега безсмъртната медуза не предлага готов отговор на загадката на стареенето, но може би държи една от нишките, които водят към него.
