30.11.2015

Работа электрических синапсов влияет на форму головы плоских червей

Ученым из США, Канады, Франции и России удалось сделать так, что у плоских червей одного вида вырастали голова и "мозг", по всем параметрам похожие на аналогичные органы червей других видов. Самое интересное, что это было достигнуто без каких-либо генетических модификаций.

Биологи использовали животное вида Girardia dorotocephala. Это беспозвоночное похоже на белую планарию, которую приводят в качестве примера плоского червя в школьных учебниках зоологии. Плоские черви известны своей способностью к регенерации — отращиванию утерянных частей тела. В работе, о которой идёт речь, Girardia отрезали голову, после чего, воздействовали на щелевые контакты между клетками в зоне разреза. Щелевые контакты — это соединения клеток с помощью белков-каналов, пронизывающих мембраны насквозь. Через такие каналы в обе стороны могут проходить заряженные частицы, а значит, и электрические сигналы. Щелевые контакты между нервными клетками беспозвоночных, образуют электрические синапсы (а у позвоночных в зрелом возрасте, таких синапсов почти нет).

Проницаемостью щелевых контактов (то есть степенью лёгкости, с которой та или иная заряженная частица проходит через канал) можно управлять извне. Собственно, таким управлением и занимались исследователи. Определённые изменения в проницаемости каналов приводили к тому, что у Girardia dorotocephala вырастали головы, по форме и строению больше похожие на органы плоских червей других видов — Dugesia japonica или Polycelis felina. Что еще интереснее, сходство голов Girardia с "чужими" головами было временным. Через некоторое время после завершения регенерации, форма и строение заново выросшего органа изменялось и приближалось к устройству нормальной головы Girardia.

Самое удивительное в описанном эксперименте то, что для изменения формы и строения головы плоского червя не потребовалось никаких манипуляций с его генами. Это крайне интересно, ведь ранее считалось, что такие параметры, как распределение в пространстве нейронов, стволовых клеток и клеток других типов можно кардинально поменять, только если изменить генотип животного. Выходит, по крайней мере у беспозвоночных за регенерацию отвечает не только последовательность ДНК и интенсивность работы генов, но и активность щелевых контактов между клетками.

Источники:

1. polit.ru