해파리가 며칠 만에 기능성 촉수를 재생하는 방법

새끼손가락 손톱만한 크기의 해파리 종 클라도네마 절단된 촉수는 2~3일 안에 재생될 수 있습니다. 그런데 어떻게? 도롱뇽과 곤충을 포함한 종 전반에 걸쳐 기능성 조직을 재생하는 것은 손상을 복구하고 누락된 부속기로 성장할 수 있는 미분화 세포 덩어리인 모세포(blastema)를 형성하는 능력에 달려 있습니다. 해파리는 산호, 말미잘 등 다른 자포동물과 함께 높은 재생 능력을 보이지만 이들이 어떻게 중요한 포체를 형성하는지에 대해서는 지금까지 수수께끼로 남아 있습니다.

일본의 한 연구팀은 활발하게 성장하고 분열하지만 아직 특정 세포 유형으로 분화하지 않는 줄기형 증식 세포가 손상 부위에 나타나 모세포 형성을 돕는다는 사실을 밝혔습니다.

이번 연구결과는 과학저널에 게재됐다. 플로스 생물학.

교신 저자이자 도쿄 대학 약학 대학원 강사인 나카지마 유이치로(Yuichiro Nakajima)는 “중요하게는 모세포에 있는 이러한 줄기형 증식 세포는 촉수에 국한된 상주 줄기 세포와 다르다는 것입니다.”라고 말했습니다. “수리 특정 증식 세포는 새로 형성된 촉수의 얇은 외층인 상피에 주로 기여합니다.”

Nakajima에 따르면 촉수 내부와 근처에 존재하는 상주 줄기 세포는 항상성과 재생 중에 모든 세포 계통을 생성하는 역할을 합니다. 즉, 해파리의 일생 동안 필요한 모든 세포를 유지하고 복구한다는 의미입니다. 복구 특정 증식 세포는 손상 시에만 나타납니다.

Nakajima는 “상주 줄기 세포와 복구 특정 증식 세포를 함께 사용하면 며칠 내에 기능성 촉수의 신속한 재생이 가능합니다.”라고 Nakajima는 말하면서 해파리가 사냥하고 먹이를 주기 위해 촉수를 사용한다는 점을 지적했습니다.

나카지마와 같은 연구실의 약학대학원 박사후 연구원인 제1저자 후지타 소스케(Sosuke Fujita)에 따르면, 이 발견은 연구자들이 다양한 동물 그룹에서 포세포 형성이 어떻게 다른지 이해하는 방법을 알려준다고 합니다.

“이 연구에서 우리의 목표는 자포 해파리의 촉수를 사용하여 포반종 형성 메커니즘을 밝히는 것이었습니다. 클라도네마 Fujita는 이 연구가 진화론적 관점에서 통찰력을 제공할 수 있다고 설명하면서 양측성 동물이 아닌 동물이나 배아 발생 중에 좌우 또는 좌우로 형성되지 않는 동물의 재생 모델로 사용한다고 설명했습니다.

예를 들어, 도롱뇽은 팔다리를 재생할 수 있는 양측 동물입니다. 그들의 사지에는 특정 세포 유형의 요구에 제한된 줄기 세포가 포함되어 있으며, 이는 해파리에서 관찰되는 복구 특정 증식 세포와 유사하게 작동하는 것으로 보입니다.

“복구 특이적 증식 세포가 양측 도롱뇽 사지에 있는 제한된 줄기 세포와 유사하다는 점을 고려하면, 우리는 수리 특이적 증식 세포에 의한 아세포 형성이 동물 진화 과정에서 복잡한 기관 및 부속기 재생을 위해 독립적으로 획득되는 공통 특징이라고 추측할 수 있습니다.”라고 Fujita는 말했습니다. 말했다.

그러나 모세포에서 관찰된 복구 특이적 증식 세포의 세포적 기원은 아직 불분명하며 연구자들은 기원을 조사하기 위해 현재 이용 가능한 도구가 너무 제한적이어서 해당 세포의 출처를 밝히거나 줄기와 유사한 다른 줄기를 식별할 수 없다고 말합니다. 세포.

“특정 세포 계통을 추적하고 조작할 수 있는 유전적 도구를 도입하는 것이 필수적입니다. 클라도네마Nakajima는 “궁극적으로 해파리를 포함한 재생 동물의 포세포 형성 메커니즘을 이해하는 것은 우리 자신의 재생 능력을 향상시키는 세포 및 분자 구성 요소를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.”라고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231222145357.htm