Как выяснили сотрудники Отдела геномики и постгенмных технологий ГНЦ ИБХ РАН и Отдела регенеративной медицины РНИМУ им. Н.И. Пирогова, активация этого гена у мышей трансгенной линии запускала молекулярные программы, характерные для безрубцового заживления. Полученные результаты открывают новые перспективы для фундаментальных исследований в области регенерации и репарации тканей.
В ходе эволюции позвоночных многие животные утратили способность к полноценной регенерации тканей. Рыбы и амфибии способны восстанавливать конечности и заживлять раны без рубцов, тогда как у млекопитающих такие процессы сильно ограничены и почти всегда сопровождаются образованием шрама. Одна из причин этого потеря целого набора генов, участвовавших в регенерации у общих предков.
Ученые продемонстрировали, что регулятор регенерации, утраченный млекопитающими в ходе эволюции сотни миллионов лет назад - ген ag1, все еще способен влиять на репаративные процессы у мышей. Ген ag1 известен как один из регуляторов регенерации у рыб и амфибий, способных заживлять раны без образования рубцов и восстанавливать утраченные конечности. У млекопитающих этот ген отсутствует. Чтобы проверить его потенциальную роль, исследователи создали трансгенную модель мышей с индуцируемой экспрессией ag1 лягушки Xenopus laevis.
Эксперименты показали, что при активации ag1 кожные раны у мышей закрываются примерно на 20% быстрее. Однако наиболее интересные результаты были получены при анализе активности генов в заживающей коже. Выяснилось, что ag1 запускает экспрессию целого набора генов, характерных для безрубцового заживления — такого, какое наблюдается у амфибий и у плодов млекопитающих. Среди них гены коллагена III, TGF-β3, Prrx1/2 и Tenascin-C и другие молекулярные маркеры регенеративного, а не фиброзного ответа.
При этом заживление у взрослых мышей не становится полностью «эмбриональным»: одновременно активируются и гены, связанные с формированием рубцовой ткани. Это указывает на включение гибридной программы, сочетающей регенерацию и фиброз.
Полученные результаты показывают, что эволюционно утраченные гены могут быть функционально совместимы с молекулярными сетями млекопитающих. В перспективе это открывает новые направления для исследований в области регенеративной биологии и медицины — от заживления ран до борьбы с фиброзом, сообщили в пресс-службе Института биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН.
Работа, поддержанная грантом Российского научного фонда, опубликована в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
