Золотистая яблочная улитка (Pomacea canaliculata), пресноводный обитатель из Южной Америки, известный своей инвазивностью и часто продаваемый для чистки аквариумов, обладает способностью к полной регенерации функционального глаза камерного типа. Это открытие делает её новым ключевым модельным организмом для изучения глазных болезней человека.
Исследование, возглавляемое биологом по развитию Элис Аккорси из Калифорнийского университета в Дейвисе, было опубликовано 6 августа в журнале Nature Communications. Работая в лаборатории Алехандро Санчеса Альварадо в Медицинском исследовательском институте Стоуэрса в Канзас-Сити, Аккорси смогла за несколько лет создать генетически модифицированные линии улиток — процесс, который обычно занимает десятилетия.
Процесс регенерации глаза после его хирургического удаления занимает около трёх месяцев. Новая структура глаза формируется менее чем за месяц, а через два месяца она уже внешне почти не отличается от здорового глаза. Полное восстановление зрительной функции за счёт интеграции с мозгом требует дополнительного времени.
Ключевым преимуществом улитки Pomacea canaliculata перед другими модельными животными, такими как плодовые мушки с их сложными фасеточными глазами, является наличие у неё камерного глаза. Такой тип глаза, состоящий из одной камеры, хрусталика, роговицы и сетчатки, структурно схож с человеческим.
Центральную роль в развитии глаза как у улиток, так и у людей, играет ген PAX6. Учёные использовали технологию «молекулярных ножниц» CRISPR/Cas9 для отключения этого гена у подопытных улиток. В результате улитки не смогли развить глаза.
Отсутствие гена PAX6 привело к тяжёлым последствиям. Безглазые улитки не могли переворачиваться, ползать, находить пищу и эффективно передвигаться. Они выживали только благодаря тому, что исследователи кормили их вручную остатками органического салата-латука из столовой института. Это наблюдение указывает на то, что PAX6 может быть критически важен не только для зрения, но и для развития мозга.
Это исследование стало «маяком света» для медицины, поскольку оно доказывает, что полная регенерация глаза биологически возможна. Генри Классен, офтальмолог и исследователь стволовых клеток из Калифорнийского университета в Ирвайне, не участвовавший в работе, подчеркнул значимость этого факта для науки.
Понимание механизмов регенерации у улитки открывает перспективы для разработки будущих методов лечения травм глаза и таких заболеваний, как макулярная дегенерация у людей. Теперь учёные могут исследовать, почему этот процесс подавлен или неактивен в организме человека.
Секрет заключается не только в наличии самих генов, которые можно сравнить с «оркестром», но и в «дирижёре» — молекулярных переключателях, которые управляют этими генами. Задача исследователей — найти «дирижёра» улитки и понять, можно ли применить эти знания к человеку.
Изображение носит иллюстративный характер
Исследование, возглавляемое биологом по развитию Элис Аккорси из Калифорнийского университета в Дейвисе, было опубликовано 6 августа в журнале Nature Communications. Работая в лаборатории Алехандро Санчеса Альварадо в Медицинском исследовательском институте Стоуэрса в Канзас-Сити, Аккорси смогла за несколько лет создать генетически модифицированные линии улиток — процесс, который обычно занимает десятилетия.
Процесс регенерации глаза после его хирургического удаления занимает около трёх месяцев. Новая структура глаза формируется менее чем за месяц, а через два месяца она уже внешне почти не отличается от здорового глаза. Полное восстановление зрительной функции за счёт интеграции с мозгом требует дополнительного времени.
Ключевым преимуществом улитки Pomacea canaliculata перед другими модельными животными, такими как плодовые мушки с их сложными фасеточными глазами, является наличие у неё камерного глаза. Такой тип глаза, состоящий из одной камеры, хрусталика, роговицы и сетчатки, структурно схож с человеческим.
Центральную роль в развитии глаза как у улиток, так и у людей, играет ген PAX6. Учёные использовали технологию «молекулярных ножниц» CRISPR/Cas9 для отключения этого гена у подопытных улиток. В результате улитки не смогли развить глаза.
Отсутствие гена PAX6 привело к тяжёлым последствиям. Безглазые улитки не могли переворачиваться, ползать, находить пищу и эффективно передвигаться. Они выживали только благодаря тому, что исследователи кормили их вручную остатками органического салата-латука из столовой института. Это наблюдение указывает на то, что PAX6 может быть критически важен не только для зрения, но и для развития мозга.
Это исследование стало «маяком света» для медицины, поскольку оно доказывает, что полная регенерация глаза биологически возможна. Генри Классен, офтальмолог и исследователь стволовых клеток из Калифорнийского университета в Ирвайне, не участвовавший в работе, подчеркнул значимость этого факта для науки.
Понимание механизмов регенерации у улитки открывает перспективы для разработки будущих методов лечения травм глаза и таких заболеваний, как макулярная дегенерация у людей. Теперь учёные могут исследовать, почему этот процесс подавлен или неактивен в организме человека.
Секрет заключается не только в наличии самих генов, которые можно сравнить с «оркестром», но и в «дирижёре» — молекулярных переключателях, которые управляют этими генами. Задача исследователей — найти «дирижёра» улитки и понять, можно ли применить эти знания к человеку.
