Генетики нашли участки ДНК, позволяющие животным заново отращивать потерянные конечности

Высокие способности к регенерации связали с «настройкой» некоторых генов с помощью соседних регулирующих фрагментов ДНК.

Животные обладают разными способностями к регенерации поврежденных и потерянных тканей и конечностей. Миноги и костистые рыбы могут отращивать даже фрагменты спинного мозга, что совершенно недоступно для млекопитающих. Предполагается, что эти способности контролируются регуляцией соответствующих генов. Такие регуляторные элементы — участки ДНК, расположенные по соседству с самими генам — называют «усилителями регенеративного ответа» (RRE, Regeneration-Responsive Enhancers).

Поиски RRE провела группа Алехандро Санчеса Альварадо (Alejandro Sánchez Alvarado) из Института медицинских исследований имени Стоуэрса в Канзасе. Для этого ученые рассмотрели геномы двух видов рыб, данио-рерио (Danio rerio) и нотобранха Фурцера (Nothobranchius furzeri), которые способны отращивать потерянные хвостовые плавники. О результатах этой работы они сообщают в статье, опубликованной в журнале Science.

Ткани хвостового плавника нотобранха регенерировали всего за шесть дней после ампутации по яркой горизонтальной линии / ©Wei Wang

Авторы отмечают, что этих рыб разделяет около 230 миллионов лет раздельной эволюции. Видимо, в силу этого гены, которые активировались у них после ампутации, практически не совпадали. Однако те редкие участки, которые оказались общими, работали не только у рыб, но и у каирских мышей (Acomys cahirinus) — после удаления части уха. Эти грызуны известны довольно высокими для млекопитающих способностями к регенерации. А вот у обычной домовой мыши (Mus musculus), которая такими способностями не отличается, ничего подобного обнаружено не было.

Важнейшим из генов, которые проявляли активность при регенерации и у рыб, и у мышей, оказался ген INHBA, кодирующий регуляторный белок ингибин бета А. В свою очередь, активность INHBA контролировалась расположенной по соседству некодирующей последовательностью — RRE. У рыб эти последовательности были практически одинаковы, но у людей выглядят совершенно иначе. Дополнительные эксперименты подтвердили их роль. Удаление у рыб RRE или замена на человеческие нарушала их способности к отращиванию ампутированных плавников.