Многие помнят миф о победе Геракла над лернейской гидрой, у которой на месте отрубленной головы отрастали две новые. Нечто похожее, кстати, в природе действительно существует. Такие животные, конечно, не дышат огнем и не отращивают гроздьями головы, но по способности восстанавливать утраченные части тела не имеют себе равных среди наземных позвоночных. Краснопятнистые тритоны имеют способность восстанавливать утраченные члены, глаза, спинной мозг, кишечник, верхние и нижние челюсти.
Краснопятнистый тритон (Notophthalmus viridescens) проходит за жизнь три стадии. Он рождается в воде. Через два-три месяца маленький светло-зеленый головастик преображается и уже готов к жизни на суше. Он приобретает красно-коралловый цвет, и на спине у него появляются два ряда красных точек с черным ободком. Размер его колеблется от 4 до 7 сантиметров. После двух-трех лет жизни на земле тритон возвращается в воду, чтобы отложить яйца.
Краснопятнистый тритон
Тритоны производят токсины, покрывающие их кожу и действующие как защитный механизм против хищников. Некоторые виды производят количество токсина достаточное, чтобы убить взрослого человека, проголодавшегося до готовности проглотить "ящерку".
В случае повреждения тела тритона клетки на участке раны имеют способность де-дифференцироваться, быстро воспроизводиться, и дифференцироваться снова, чтобы создать новый член или орган. Существует теория, согласно которой де-дифференцированные клетки химически подобны клеткам, которые вызывают появление опухолей у других животных.
Если предположить, что способность к тканевой инженерии входит в генетическую программу всех животных, пускай и в латентной форме, то теоретически она могла бы лечь в основу регенеративной медицины. Мыши, к примеру, могут выращивать новые клетки миокарда взамен поврежденных.
Однако исследование, проведенное Томасом Брауном и его коллегами из Института сердца и легких им. Макса Планка показывает, что все не так просто, как кажется. Расшифровать генетический код тритона теми же методами, которые применялись для человека, мышей и мух, невозможно из-за огромного размера генома, в десять раз превосходящего по длине наш собственный. Поэтому Браун и его группа сосредоточились на изучении транскриптома – совокупности молекул РНК, синтезируемых в процессе экспрессии генов, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт — РНК или белок. Исследовав образцы первичных и регенерированных тканей сердца, конечностей и глаз N. Viridescens, ученые составили каталог, насчитывающий более 120000 РНК-транскриптов, 15000 из которых кодируют белки. Из них 826 оказались уникальными. Причем в новых и в исходных тканях уровень экспрессии нескольких нуклеотидных последовательностей был различным.
«Я больше не верю, что это предковая программа, ожидающая «пробуждения»», - говорит один из членов исследовательской группы. «Однако я верю в возможность добиться успеха в регенерации тканей млекопитающих в большей степени благодаря урокам, полученным при исследованиях генома тритона».
«Говорить о том, является ли эта способность древней или недавно возникшей, слишком категорично, - поясняет Элли Танака (Elly Tanaka) из Центра Восстановительной Терапии в Дрездене (Center for Regenerative Therapies, Германия), - Правда где-то посередине. Может оказаться, что регенерация является древним свойством, однако у тритонов сформировалась видоспецифичная приспособленность, позволяющая им обрести столь впечатляющие восстановительные способности по сравнению с другими позвоночными».
По мнению Танака, ученым не мешало бы поискать больше «серых зон» в возможностях применения регенеративных способностей тритонов (и других животных, например, рыб). Вместо того чтобы фокусироваться на впечатляющем сценарии, согласно которому на месте ампутированной конечности может вырасти новая, исследователям следует обратить внимание на более вероятные возможности, такие как улучшение заживления шрамов и ожогов или повышение скорости регенерации органов.