小さな不滅のヒドラは淡水動物で、体の最も小さなスライバーからまったく新しい動物を再生することができます。通常、これは完璧に行われます。1つの足、1つの細長い体、1つの触手付きの頭。
しかし、研究者は1つの遺伝子調整で、全身に完全に機能する頭を発芽させる巨大なヒドラを作成できます。これは、頭が6〜9個ある古代ギリシャのモンスターにちなんで名付けられた動物に適しています。
これらの多頭のヒドラは、狂った科学のトリックではありません。研究者が初めて、ヒドラの頭の再生を妨げるものを見つけ出しました。調査結果は、人間の発達研究から癌研究まですべてを知ることができます。
オフスイッチのハント
ヒドラは単純な動物ですが、体の部分を再成長させることは小さな成果ではありません。再生のたびに、動物は体の計画を立てて、頭が1つだけ上になり、足が1つだけ、つまり基底板が下になるようにします。研究者たちはこのパズルのピースのいくつかを手に入れた。彼らはその遺伝子を知っていました Wnt3 頭の成長を促すために重要です。彼らはまた、分子チェックが必要であることを知っていました Wnt3。その抑制がなければ、ヒドラは頭全体を成長させます。彼らはまた、ベータ-カテニン/ TCFと呼ばれる特定の受容体と遺伝的活性化因子が、 Wnt3 頭の成長プロセスを開始します。
しかし、彼らには「オフ」スイッチがありませんでした。ジュネーブ大学の遺伝学と進化論の教授であるブリジットガリオット氏は、何かがヒドラが次々に成長するのを防ぐ必要があると知っていたと語った。
だからガリオットと彼女の同僚たちは狩りに行った。彼らはヒドラ、プラナリア、またはフラットワームの近親者から始めましたが、それらも再生します。彼らはプラナリアゲノムで、ベータカテニン/ TCF信号がブロックされると活動性が低下する440の遺伝子を発見し、このサイクルに関与する他の遺伝子の検索の出発点となりました。これらのうち、124はヒドラゲノムにも存在しました。
それらのうち、ヒドラの管状体の上部で最も活性が高く、足で最も活性が低い遺伝子は5つだけでした。つまり、頭の成長に特異的でなければなりませんでした。それらの5つのうち、彼らは再生中にますますアクティブになった遺伝子を探しました。残り3つ： Wnt3、Wnt5 と呼ばれる遺伝子 Sp5。
慎重なバランス
チームはすでにそれを知っていました Wnt3 そして Wnt5 頭を伸ばすプロセスが回転しました。だから彼らは Sp5。彼らはすぐにベータ-カテニン/ TCFがの活動を促すことを発見しました Sp5 - だが Sp5 また、β-カテニン/ TCFシグナルを抑制して Wnt3.
これは少し奇妙に聞こえるかもしれませんが、それは研究者が探していたものでした。彼らの仕事をチェックするために、彼らは表現しないように設計されたヒドラを育てました Sp5 遺伝子。
「これらの動物のうち100頭で異所性の頭が出ます」とGalliotはLive Scienceに語った。 「どれが本当に素晴らしい」
何が起こるか、ガリオットとその同僚は本日（1月19日）ジャーナルネイチャーコミュニケーションズで報告した、ヒドラが新しいヘッドを必要とするとき、それは解放するということです Wnt3、 ベータカテニン/ TCFに固執し、より多くの遺伝子を活性化します。 Wnt3 そして Sp5。なし Sp5、 Wnt3 サイクルを続け、再生中のヒドラ全体に大量の頭が現れます。ガリオット氏によると、これらの頭部は完全に機能しているという。彼らは神経系と触手と働く口を持っています。
いつ Sp5 それは自然のように、写真にあり、それはにバインドします Wnt3、その活性化因子がβ-カテニン/ TCFを見つけて結合するのを防ぎます。の不在下で Wnt3、ベータ-カテニン/ TCFは「頭を作ろう！」の送信を停止します。メッセージ、そして唯一の頭が成長します。
ガリオット氏によると、このプロセスは活性化と抑圧のバランスに関するものだという。そして、それは物事が面白くなるところです。それが判明 Wnt3 フラットワームやヒドラ、その他の単純な再生動物だけではありません。また、人間を含む哺乳類にも存在します。遺伝子は胚発生に影響を与えると思われます。つまり、その機能を理解することで、科学者が人間の初期発生を制御するものを理解するのに役立つ可能性があります。 Wnt3 ガリオット氏はまた、ある種の癌の重要な要因でもあると述べた。それかもしれません Sp5 操作はそのような癌の増殖を止めることができると彼女は言った。
そのような医学研究はまだ遠い将来ですが、ヒドラの触手がちりばめられた頭は道を示しています、とガリオットは言いました。
「私たちがこのような単純な生物から学んだことは、哺乳類をよりよく理解するために私たちがどのようなテストを行うことができるかを教えてくれます」と彼女は言った。 「それは私たちに方向を与える。」
