Чи може гідра нашкодити людині

Портал створений за підтримки Федерального агентства з друку та масових комунікацій.

Гідри не старіють

У сприятливих умовах гідри можуть жити роками, десятиліттями та століттями, не старіючи та не втрачаючи в плодючості.

З гідрамами ми зустрічаємося ще в школі: з одного боку, гідрою звали міфічне чудовисько, що фігурує в одному з подвигів Геракла, з іншого - те ж ім'я носять крихітні кишковопорожнинні, що живуть у прісноводних водоймах. Розмір їх тіла – всього 1-2 см, зовні вони виглядають, як трубки із щупальцями на одному кінці; але, незважаючи на невеликі розміри і сидячий спосіб життя, вони все-таки хижаки, які за допомогою щупалець і стрімких клітин, що знаходяться в них, знерухомлюють і хапають видобуток - істот ще дрібніших, ніж самі гідри.

При цьому вони мають одну особливість, яка згадується в будь-якому підручнику з біології. Ми говоримо про надзвичайно розвинену здатність до регенерації: гідра може відновити будь-яку частину свого тіла завдяки величезному запасу плюрипотентних стовбурових клітин. Такі клітини здатні нескінченно ділитися і давати початок всім типам тканин, усім різновидам інших клітин. Але коли стовбурова клітина в процесі диференціювання стає м'язовою, або нервовою, або ще якоюсь, ділитися вона перестає. І в людини такі «всемогутні» стовбурові клітини є лише на ранніх етапах ембріонального розвитку, а потім їхній запас швидко вичерпується; замість них з'являються інші, більш спеціалізовані стовбурові клітини, які можуть ділитися дуже багато разів, але належать вони вже якимось окремим тканинам.Гідрі ж пощастило більше, з нею «всемогутні» стволові клітини залишаються на все життя.

Але скільки триває життя гідри? Якщо вона здатна постійно оновлювати сама себе, чи випливає звідси, що вона безсмертна? Відомо, що навіть стовбурові клітини, які є у дорослих людей і тварин, поступово старіють і тим самим роблять свій внесок у загальне старіння організму. Чи може бути так, що гідро старіння незнайоме? Джеймс Воупал (James W. Vaupel) з Інституту демографічних досліджень Товариства Макса Планка та його колеги стверджують, що так воно і є. У статті у журналі PNAS автори роботи описують результати багаторічного експерименту з 2256 гідрамами «в головних ролях». Тварини росли в лабораторії та в майже ідеальних умовах: у кожного була своя ділянка, ніякої нестачі в їжі та регулярна, тричі на тиждень, заміна води в акваріумі.

Старіння найлегше помітити по смертності, що збільшується (тобто в молодій популяції вмирати будуть рідше, ніж у старій) і зниження плодючості. Проте за вісім років спостережень нічого такого не сталося. Рівень смертності був постійно постійним і становив приблизно один випадок на 167 особин на рік, незалежно від віку. (Серед мешканців лабораторії були 41-річні екземпляри, які, однак, являли собою клони, тобто біологічно вони були набагато старшими, але як окремо взятий індивід їх спостерігали лише останні кілька років.) Плодючість – у гідр, крім безстатевого самоклонування, є і статеве розмноження - теж залишалася постійною у 80%. В інших 20% вона то підвищувалася, то знижувалася, що, ймовірно, відбувалося через зміни в умовах проживання – адже навіть у лабораторії якісь фактори залишаються неврахованими.

Звичайно, в природних умовах, з хижаками, хворобами та іншими екологічними неприємностями гідрам навряд чи повною мірою вдається насолодитися вічною юністю і безсмертям. Проте власними силами вони, очевидно, справді не старіють і, як наслідок, не вмирають. Можливо, що на Землі є ще якісь організми з такою ж дивовижною властивістю, але якщо намагатися й надалі розгадувати біологічну загадку старіння – та її відсутності – гідра залишається все-таки найбільш зручним об'єктом дослідження.

Два роки тому той же Джеймс Воупал з колегами опублікував у Nature статтю, в якій йшлося про зв'язок старіння та тривалість життя. Виявилося, що у багатьох видів смертність ніяк не змінюється з віком, а в деяких ймовірність померти молодим виявляється навіть вищою. Гідра в тій роботі теж була присутня: згідно з розрахунками, навіть через 1 400 років 5% гідр в лабораторному акваріумі залишатимуться в живих (інші просто рівномірно помруть за такий більш ніж значний термін). Як бачимо, в цілому результати з цими кишковопорожнинними виявилися настільки цікавими, що зараз з ними зробили ще одну статтю.

Автор: Кирило Стасевич

«Феномен гідри» може допомогти в лікуванні хвороб Альцгеймера та Паркінсона

Швейцарські вчені з'ясували, що прісноводний поліп гідра здатний вижити, навіть повністю залишившись без нейронів. При втраті нейронів гідра може повністю модифікувати свою генетичну програму. Дослідники сподіваються, що це відкриття допоможе у лікуванні нейродегенеративних захворювань, наприклад хвороб Альцгеймера та Паркінсона.

Високу здатність до регенерації у прісноводного поліпа гідри виявив понад 250 років тому швейцарський натураліст Авраам Трамбле.Розрізавши гідру на кілька частин, Трамбле побачив, що з кожної частини, незалежно від напрямку розрізу та його величини, виростає по одному новому поліпу.

Як повідомляє портал EurekAlert, група дослідників під керівництвом професора кафедри медичної генетики та розвитку медичного факультету Університету Женеви (Швейцарія) Бріджіт Галліот вивчала функціонування стовбурових клітин та клітинну пластичність поліпа. У ході дослідження вони з'ясували, що навіть якщо всі нейрони у гідри зникають, вона здатна вижити. «Ми хотіли зрозуміти, як це можливо», – каже професор Бріджіт Галліот. Вчені порівняли експресію генів по всьому тілу поліпа. У результаті вони змогли спостерігати зміну генетичної програми особин зі виснаженими стовбуровими клітинами. Дослідники з'ясували, що при втраті нейронів гідру в змозі повністю модифікувати свою генетичну програму, внаслідок чого епітеліальні клітини починають виконувати незвичні для них функції, компенсуючи відсутність нервової системи.

Вчені сподіваються, що вивчення клітинної пластичності гідри може допомогти у лікуванні нейродегенеративних захворювань, наприклад, хвороб Альцгеймера та Паркінсона. Вони вважають, що зможуть використовувати гени, які відповідають у гідри за нейрогенез, щоб навчитися відроджувати загиблі нейрони в людини. Додамо, що кілька років тому вчені з Німеччини виявили у гідро «ген безсмертя» – ген FохO.

Фахівці ізолювали стовбурові клітини гідри, а потім провели скринінг її генів. Дослідники розглянули кілька модифікацій гідри з різними рівнями генів FoxO – нормальним, неактивним та підвищеним.Коли вони порівнювали активність генів у різних лініях стовбурових клітин гідр, виявили, що у всіх трьох лініях сильно активний ген FoxO. Виходить, що ген FoxO є важливим для підтримки стовбурових клітин в активному здоровому вигляді у всіх тварин. За словами вчених, теоретично існує можливість змінювати активність генів за допомогою лікарських препаратів. FoxO – це транскрипційний фактор, який регулює активність інших генів, і якщо знайти хімічну речовину, яка може впливати на активність самого FoxO, то можна буде підтримувати активність стовбурових клітин на високому рівні та таким чином продовжувати життя людям або покращувати стан людей похилого віку.