Секрет безсмертя на дні океану: як крихітна медуза навчилася повертати час назад і що це дасть людству

У більшості живих істот на планеті життєвий цикл нагадує квиток в один кінець: народження, дорослішання, старіння і неминуча смерть. Проте в глибинах океану існує організм, який зламав цей фундаментальний закон природи. Як пише BLIK.ua, йдеться про Turritopsis dohrnii — крихітну (близько 4-5 міліметрів) медузу, яка отримала неофіційний титул єдиної біологічно безсмертної істоти на Землі.

Коли ця медуза стикається зі смертельною небезпекою, голодом, травмою або просто старіє, вона не гине. Натомість вона запускає унікальний біологічний механізм, який буквально відмотує час назад, повертаючи дорослу особину до стадії "немовляти".

Трансдиференціація: як перетворити дорослі клітини на стовбурові

Щоб зрозуміти феномен Turritopsis dohrnii, треба уявити, що метелик замість того, щоб померти, раптом перетворюється назад на гусінь.

Коли медуза зазнає сильного стресу, вона осідає на морське дно і перетворюється на безформну м'ясисту грудку (кісту). Саме в цей момент починається магія, яка в науці називається трансдиференціацією клітин.

У звичайних умовах (і в організмі людини також) клітина, яка спеціалізувалася і стала, наприклад, м'язовою або нервовою, вже ніколи не зможе змінити свою "професію". Вона виконує свою функцію до кінця життя. Але медуза Turritopsis dohrnii вміє «стирати пам'ять» своїм дорослим, вузькоспеціалізованим клітинам. Вона повертає їх у початковий, подібний до стовбурового стан, після чого програмує заново для створення нового тіла — поліпа (ювенільної стадії). Вже з цього поліпа згодом відбрунькуються нові молоді медузи з абсолютно ідентичною ДНК.

Цей цикл переродження може повторюватися нескінченно. Практично медуза може загинути лише від зовнішніх факторів: якщо її з'їсть хижак або вона підхопить смертельну інфекцію. Від старості вона не помре ніколи.

Медуза Turritopsis dohrnii. Фото: Вікіпедія

Секрети геному: захист ДНК та вічні теломери

Нещодавно вченим з Університету Ов'єдо вдалося повністю розшифрувати геном Turritopsis dohrnii і порівняти його з ДНК інших споріднених видів, які не мають здатності до омолодження. Дослідники виявили кілька фундаментальних відмінностей:

• Подвійний захист ДНК: У «безсмертної» медузи виявлено значно більше копій генів, які відповідають за швидкий ремонт пошкодженої ДНК. Її організм миттєво реагує на окислювальний стрес і ліквідує генетичні «поломки» до того, як вони спричинять незворотне старіння та загибель клітин.
• Контроль теломер: На кінцях кожної хромосоми є захисні «ковпачки» — теломери. У людей під час кожного поділу клітини теломери коротшають, що і є головним тригером біологічного старіння. Turritopsis dohrnii володіє унікальними мутаціями в генах (зокрема ферменту теломерази), які дозволяють підтримувати довжину теломер незмінною під час нескінченних циклів переродження.

Що це дасть людству: від лікування раку до зупинки старіння

Науковці вивчають Turritopsis dohrnii не заради того, щоб перетворити людину на поліп. Головна мета полягає в тому, щоб зрозуміти і адаптувати механізми трансдиференціації для потреб сучасної медицини. І перспективи тут колосальні:

1. Регенеративна медицина: Якщо людство навчиться «перепрограмувати» клітини за принципом медузи, лікарі зможуть відновлювати безнадійно пошкоджені тканини. Наприклад, перетворювати здорові клітини шкіри на клітини серцевого м'яза після тяжкого інфаркту, або на нейрони для лікування хвороб Паркінсона та Альцгеймера.
2. Боротьба з раком: Здатність медузи філігранно контролювати клітинний цикл і безпомилково відновлювати пошкоджену ДНК може стати ключем до створення нових препаратів. Ці ліки зможуть блокувати неконтрольований поділ клітин, який є основою будь-якої ракової пухлини.
3. Гальмування старіння: Розуміння того, як саме працює ген теломерази в організмі Turritopsis, відкриває реальний шлях до створення генної терапії. У майбутньому це дозволить суттєво уповільнити вікову деградацію людських органів і подовжити період активного життя.

Медуза Turritopsis dohrnii. Фото: Вікіпедія

 Океан приховує безліч загадок, але ключовий механізм біологічного безсмертя вже плаває у його водах. Сьогодні генна інженерія підійшла впритул до того, щоб розгадати цей код і застосувати його на практиці.

Читайте по темі

• ​«Монстр» розміром з автобус: біля Аргентини зняли гігантську медузу.
• Мешканці Києва помітили незвичних гостей: у водах Дніпра зафіксували прісноводних медуз – відео.