Genetski katalog za tkivno regeneracijo

Raziskovalci oddelka za preiskave srca in pljuč Inštituta Max-Planck so pred kratkim uspeli sestaviti seznam vseh aktivnih genov navadnega zelenkastega velikega pupka (Notophthalmus viridescens).

Sedaj želijo znanstveniki v izdelanem tako imenovanem transkriptomu poiskati določene gene, ki so odgovorni za regeneracijo. Odstranjena noga pri tej živali v le nekaj mesecih v celoti ponovno zraste. 

Tudi eksperimentalno večkrat poškodovana očesna leča se zmeraj znova do popolnosti obnovi pa tudi srce se ji po poškodbi popolnoma zaceli: navadni zelenkasti veliki pupek je med sorodnimi vrstami mojster regeneracije. Tako popolne obnove ni sposobna doseči skoraj nobena druga živalska vrsta.

Genetska podlaga teh posebnih sposobnosti je v veliki meri še neznana. Vzrok za to dejstvo leži med drugim tudi v velikosti genoma zelenkastega pupka. Ta je namreč okoli deset krat večji od človeškega. Zaradi tega je kljub najnovejšim molekularno biološkim metodam dešifriranje njegovega genoma izjemno zahtevno. Zaradi tega so strokovnjaki inštituta Max-Planck s kolegi iz Koelna in ZDA tokrat ubrali drugo pot.

„Najprej smo popolnoma izolirali in sekvencirali mRNA, torej kopije aktiviranih genov, iz različnih tkiv zdravih in poškodovanih pupkov v razvojni stopnji ličinke,“ pove Thomas Braun, direktor na Max-Planck inštitutu in vodja študije. Okoli 120.000 kot transkripcije označenih kopij so identificirali, jih sestavili za transkripcijo in primerjali s podatki proteinskih raziskav.

„Našli smo 826 proteinov, ki so značilne izključno za dvoživke, med njimi tudi nekatere do sedaj neznane družine proteinov, ki se niso nahajale v nobeni podatkovni zbirki,“ razlaga Braun. Za strokovnjake raziskovalnega inštituta so ob tem posebej zanimivi proteini iz tkiv, ki se po poškodbi nahajajo v fazi regeneracije. „To bi lahko bila smernica, da nekatere izmed novo identificiranih družin proteinov sodelujejo pri postopkih obnavljanja,“ pove Braun.

Z novo pridobljenim transkriptomom pupka je ustvarjena podlaga, ki bo omogočala ciljane preiskave določanja osnovnih molekularnih mehanizmov in funkcije novo odkritih proteinov. Raziskovalci inštituta Max-Planck upajo, da bodo njihova raziskovanja v prihodnosti nudila podlago za regeneracijsko medicino: „Verjamemo, da so med novimi družinami proteinov tudi predstavniki, ki bi bili lahko uporabni za terapije. Na ta način bi se lahko stimuliralo procese samozdravljenja pacientov, na primer pri obnavljanju srčne mišice po preživelem infarktu,“ komentira Braun.