موجود دریایی که می‌تواند یک بدن جدید برای خود بسازد!

جی پلاس، به نقل از وبسایت رسمی «موسسه ملی سلامت آمریکا»(NIH)، پژوهش جدیدی که در مورد ترمیم اندام و پیری توسط پژوهشگران مؤسسه ملی سلامت و همکارانشان انجام شده است، بررسی می‌کند که یک موجود دریایی کوچک چگونه یک بدن کاملا جدید را فقط از دهان خود بازسازی می‌کند.

ایسنا نوشت؛ پژوهشگران در این پروژه، آران‌ای یک حیوان کوچک لوله‌ای‌شکل موسوم به «هایدراکتینیا سیمبایولونگیکارپس»(Hydractinia symbiolongicarpus) را که روی پوسته «خرچنگ‌های گوشه‌گیر»(Hermit crabs) زندگی می‌کند، توالی‌یابی کردند. درست زمانی که هایدراکتینیا بازسازی بدن جدید را آغاز کرد، پژوهشگران یک نشانه مولکولی مرتبط با فرآیند بیولوژیکی پیری را شناسایی کردند. هایدراکتینیا نشان می‌دهد که فرآیندهای بیولوژیکی اساسی ترمیم و پیری در هم تنیده شده‌اند و دیدگاه جدیدی را در مورد چگونگی تکامل پیری ارائه می‌کند.

دکتر «چارلز روتیمی»(Charles Rotimi)، مدیر برنامه پژوهش درون‌دانشگاهی در «موسسه ملی پژوهش ژنوم انسانی»(NHGRI) وابسته به موسسه ملی سلامت آمریکا گفت: پژوهش‌هایی از این دست که زیست‌شناسی ارگانیسم‌های غیرعادی را بررسی می‌کنند، جهانی بودن بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی را به نمایش می‌گذارند و نشان می‌دهند که هنوز چقدر درباره عملکرد، روابط و تکامل آنها نمی‌دانیم. چنین یافته‌هایی، پتانسیل زیادی را برای ارائه بینش‌های جدید در مورد زیست‌شناسی انسان دارند.

گره‌گشایی از ریشه‌های تکامل فرآیندهای بیولوژیکی اساسی مانند پیری و ترمیم، برای درک کردن سلامتی و بیماری انسان ضروری است. انسان‌ها تا حدودی ظرفیت ترمیم دارند؛ مانند التیام استخوان شکسته یا حتی رشد مجدد کبد آسیب‌دیده. برخی دیگر از حیوانات مانند سمندر و گورخرماهی می‌توانند کل اندام‌ها را جایگزین کنند و به ترمیم اندام‌های گوناگون بپردازند. با وجود این، حیوانات دارای بدن ساده مانند هایدراکتینیا، اغلب قوی‌ترین توانایی‌های ترمیم را دارند که برجسته‌ترین آنها، پرورش دادن یک بدن کاملا جدید از یک قطعه بافت است.

دکتر «اندی باکسوانیس»(Andy Baxevanis)، از پژوهشگران این پروژه گفت: بیشتر پژوهش‌هایی که در مورد پیری انجام شده‌اند، به التهاب مزمن، سرطان و بیماری‌های مرتبط با افزایش سن مربوط هستند. در انسان معمولا سلول‌های پیر می‌مانند و به التهاب مزمن و القای پیری در سلول‌های مجاور منجر می‌شوند. ما می‌توانیم از حیواناتی مانند هایدراکتینیا، در مورد چگونگی مفید بودن پیری بیاموزیم و درک خود را در مورد پیری و ترمیم گسترش دهیم.

پیش از این، پژوهشگران دریافتند که هایدراکتینیا دارای گروه خاصی از سلول‌های بنیادی برای ترمیم کردن است. این سلول‌های بنیادی می‌توانند به انواع دیگری از سلول‌ها تبدیل شوند تا برای ایجاد قسمت‌های جدید بدن مفید باشند. در انسان، سلول‌های بنیادی عمدتا در رشد نقش دارند اما ارگانیسم‌های بسیار احیاکننده مانند هایدراکتینیا، از سلول‌های بنیادی در طول عمر خود استفاده می‌کنند. هایدراکتینیا، سلول‌های بنیادی محرک ترمیم‌ را در قسمت پایین بدن خود ذخیره می‌کند. با وجود این، زمانی که پژوهشگران دهان را برمی‌دارند، نسخه جدیدی از آن ایجاد می‌شود.

برخلاف سلول‌های انسانی که در سرنوشت خود گیر افتاده‌اند، سلول‌های بالغ برخی از ارگانیسم‌های بسیار احیاکننده می‌توانند در صورت زخمی شدن ارگانیسم، به سلول‌های بنیادی بازگردند. در هر حال، این فرآیند به خوبی درک نشده است. بنابراین، پژوهشگران این نظریه را مطرح کردند که هایدراکتینیا احتمالا سلول‌های بنیادی جدیدی را تولید می‌کند و به دنبال نشانه‌های مولکولی بودند که می‌توانند این فرآیند را هدایت کنند.

هنگامی که توالی آران‌ای پیری را نشان داد، پژوهشگران برای یافتن توالی‌هایی مانند ژن‌های مرتبط با پیری انسان، ژنوم هایدراکتینیا را اسکن کردند. از میان سه ژن که آنها شناسایی کردند، یکی در سلول‌های نزدیک به محل بریدگی مشخص بود. هنگامی که پژوهشگران این ژن را حذف کردند، توانایی حیوانات برای ایجاد سلول‌های پیر متوقف شد و بدون سلول‌های پیر، حیوانات سلول‌های بنیادی جدیدی ایجاد نکردند و نمی‌توانستند بازسازی کنند.

پژوهشگران، سلول‌های پیر هایدراکتینیا را دنبال کردند تا دریابند که این حیوان چگونه اثرات مضر پیری را دور می‌زند. هایدراکتینیا به طور غیرمنتظره‌ای، سلول‌های پیر را از دهان خود خارج کرد. اگرچه انسان نمی‌تواند به این راحتی از شر سلول‌های پیر خلاص شود اما نقش ژن‌های مرتبط با پیری در هایدراکتینیا نشان می‌دهد که روند پیری چگونه تکامل یافته است.

ما انسان‌ها آخرین بار بیش از ۶۰۰ میلیون سال پیش با هایدراکتینیا و خویشاوندان نزدیک آن یعنی عروس دریایی و مرجان‌ها، جد مشترک داشتیم. این حیوانات اصلا پیر نمی‌شوند. به دلیل وجود این عوامل، هایدراکتینیا می‌تواند اطلاعات مهمی را در مورد اولین اجداد حیوانی ما ارائه دهد. بنابراین، پژوهشگران این نظریه را مطرح می‌کنند که ممکن است دوباره‌زایی، عملکرد اصلی پیری در اولین حیوانات بوده باشد.

باکسوانیس گفت: ما هنوز نمی‌دانیم که سلول‌های پیر چگونه به ترمیم کمک می‌کنند یا اینکه این فرآیند در قلمرو حیوانات چقدر گسترده است. خوشبختانه، با مطالعه برخی از دورترین خویشاوندان حیوانی خود می‌توانیم برخی از اسرار ترمیم و پیری را کشف کنیم. این رازها ممکن است در نهایت به پیشرفت رشته پزشکی ترمیمی و پژوهش‌های‌ پیرامون بیماری‌های مرتبط با افزایش سن بیانجامند.

این پژوهش، در مجله «Cell Reports» به چاپ رسید.