Среда, 12.12.2018
БИОРЕГЕНЕРАЦИЯ
Меню сайта
Категории раздела
Мои файлы [33]
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Форма входа
Главная » Файлы » Мои файлы

2.5. Регенерация органов у рыбки Данио-рерио (zebrafish)
07.05.2011, 22:38

Аквариумная рыбка Данио-рерио (zebrafish), принадлежащая к роду Данио семейства Карповых является пресноводной тропической рыбкой. Ее длина не превышает 4-5 см. Она имеет яркий, полосатый рисунок, чем-то напоминающий зебру, за что она и получила свое английское название zebrafish. Уникальной  способностью этой рыбки при регенерации плавников восстанавливать не только форму и структуру, но и цветовой рисунок удаленного плавника уже давно заинтересовались исследователи морфогенеза. Наблюдение за восстановлением пигментных клеток этой рыбки позволило сделать немало важных выводов о механизмах регенеративного морфогенеза.  После ампутации плавника на раневой поверхности появляется лишенная всякой окраски бластема. Вслед за этим, от места отсечения, начинают отрастать костные лучи плавника. Однако даже через 3 недели после ампутации, когда общая структура плавника уже восстановлена, на нем все еще видна только одна из трех (красной, черной и желтой) цветных полос. Восстановление характерной окраски плавника происходит лишь позднее, через 40-50 дней после ампутации. Таким образом, пигментные клетки восстанавливаются путем дифференциации из бесцветных прогениторных (в данном случае пропигментных) клеток (Goodrich,  Green, 1959[1]). Важно отметить, что при этом восстанавливается не только трехцветная окраска плавника, но и фактически равная исходной ширина каждой полосы.

     При регенерации хвостового плавника Данио-рерио наблюдается целый комплекс процессов восстановления  -  восстанавливаются: эпидермис,  кости, мышцы, кровеносные сосуды,  нервы.

       Помимо хвостового и парных плавников Данио-рерио способны регенерировать поврежденную сетчатку глаз, поперечно перерезанные зрительные нервы и спинной мозг, а также сердечную мышцу после резекции до 20% желудочка, причем практически без образования рубцов.

       Удивительно, что при регенерации сердца,  образовавшиеся новые сердечные клетки способны функционально интегрироваться в поврежденную, но продолжающую непрерывно сокращаться сердечную мышцу. В связи с этим необходимо отметить, что в отличие от имеющих четырехкамерное сердце и два круга кровообращения, млекопитающих (которые способностью регенерировать сердце обладают только до раннего постнатального периода) у рыб сердце двухкамерное и только один круг кровообращения. Кроме того, кардиомиоциты у взрослых млекопитающих не способны делиться. Даже при гипертрофии, когда количество ДНК в сердце увеличивается, это увеличение идет за счет полиплоидии, а не увеличения числа клеток. Что же касается мышечных клеток сердца рыбы, то они не теряют способности к делению и при повреждении начинают активную пролиферацию. Причем пролиферируют не только клетки поврежденного участка, но и клетки всего сердца.

Изучение мутаций у  Данио-рерио показало, что в инициации  процесса регенерации хвоста важную роль играет ген  fgf20a, активация которого наблюдается вскоре после ампутации ([2]). У млекопитающих подобный ген участия в регенерации не принимает. Помимо гена  fgf20a для нормальной регенерации плавника  необходимы белки  JunB,  которые во время регенерации хвостового плавника  фосфорилируются  JNK - Jun N-концевой киназой ( Jun N-terminal kinase )  ([3]).  Белок  JunB  является членом семейства транскрипционных факторов  AP-1  (активаторный  белок – 1)  (activator protein-1), участвующих в регуляции клеточной пролиферации ([4]).  Предполагалось, что он ингибирует пролиферацию клеток и их трансформацию в раковые клетки, регулируя  транскрипцию генов кодирующих белки промоторы клеточного цикла,  такие как циклин D (CyclinD) или p16INK4A,  а также циклин A (CyclinA) или  p19(ARF).  У человека, в отличие от рыб, этот белок не содержит участка для фосфорилирования  ([5])   и  может играть роль онкогена  вызывающего лимфому ([6]).

      Важную роль в механизме регенерации плавника может играть реактивация молчащих эмбриональных  генов. Такая  реактивация генов может быть связана с деметилированием  гистона Н3.  Об этом свидетельствует ингибирование процесса регенерации хвостового плавника в случае ингибирования деметиллазы  me3K27 H3  (me3K27 H3 demethylase), так как  в результате не смог активироваться промотор одной из мишеней этого фермента (dlx4a – ген гомеобокса  из семейства генов участвующих в формировании придатков в процессе эмбриогенеза).

[правка]

[1]    Goodrich H.B.,  Green J.M. (1959)  An experimental analisis of the

        development  of a color pattern in the fish Brachydanio albolineatus Blyth.        J. Exp. Zool., 141,  21-25

[2]    Whitehead GG, Makino S, Lien CL, Keating MT fgf20 is essential for initiating  zebrafish fin regeneration. Science. 2005;310:1957–1960

[3]    Ishida T, Nakajima T, Kudo A, Kawakami A. Phosphorylation of Junb

        family  proteins by the Jun N-terminal kinase supports tissue regeneration  in zebrafish. Dev Biol. 2010;340:468–479

[4]    Piechaczyk MFarràs R. Regulation and function of JunB in cell

        proliferation     Biochem Soc Trans. 2008 Oct;36(Pt 5):864-7.

 

[5]   Kallunki T, Deng T, Hibi M, Karin M. c-Jun can recruit JNK to phosphorylate

        dimerization partners via specific docking interactions. Cell. 1996;87:929–939

[6]    Shaulian E.(2010) AP-1--The Jun proteins: Oncogenes or tumor suppressors

         in disguise? Cell Signal. 2010 Jun;22(6):894-9.
























Категория: Мои файлы | Добавил: анатомнет
Просмотров: 2277 | Загрузок: 0 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Copyright MyCorp © 2018
    Бесплатный хостинг uCoz