Nie będzie niczym odkrywczym stwierdzenie, że o naszym wyglądzie decyduje nie tylko informacja genetyczna zapisana w genach, ale także regulacja epigenetyczna. Ale co jeśli o budowie ciała mogą decydować zmiany na poziomie fizjologicznego przewodnictwa impulsów elektrycznych? Okazuje się, że wiele mechanizmów architektury anatomicznej, zarówno na poziomie osobniczym, jak i ewolucyjnym, wciąż pozostaje dla nas nieznana.
Naukowcy z Uniwersytetu Tufts (MA, USA) badający fizjologię płazińców, wykorzystali niezwykłą zdolność tych zwierząt do regeneracji ciała. W swoich badaniach obserwowali wpływ zmian w przewodnictwie elektrycznym synaps na zdolność do regeneracji głowy Girardia dorotocephala. Po dekapitacji traktowali fragment ciała płazińca oktanolem – związkiem czasowo blokującym przewodnictwo sygnału elektrycznego na łączeniu synaps. Okazało się, że zregenerowana głowa wcale nie przypominała tej „oryginalnej”, lecz głowę osobników innych blisko spokrewnionych gatunków płazińców. Podobieństwo dotyczyło nie tylko kształtu, lecz także budowy mózgu i rozmieszczenia komórek macierzystych – wszystko bez jakiejkolwiek zmiany na poziomie sekwencji genetycznej. Co ciekawe, zmiana morfologii nie była zmianą trwałą i po okresie kilku tygodni od regeneracji głowa wracała do swojej pierwotnej budowy.
Na górze: głowy czterech różnych gatunków płazińców (pierwsza od lewej G. dorotocephala). Na dole: zregenerowane głowy G. dorotocephala po traktowaniu oktanolem.
Podłoże tego zjawiska nie jest jasne. Możliwe, że angażuje fizjologiczne mechanizmy dynamiki układu charakterystyczne dla sieci neuronowych, które działają na zasadzie podobnej do przywoływania wspomnień. Regeneracja zachodzi w sposób ukierunkowany, jednak w momencie zaburzeń uruchamiane są alternatywne mechanizmy odpowiadające dynamice pokrewnych gatunków. Opisane wyniki badań rzucają zupełnie nowe światło na proces ewolucji, wskazując obwody fizjologiczne jako nowy rodzaj zmian epigenetycznych w kształtowaniu anatomii gatunków. Otwierają jednocześnie nowe możliwości dla medycyny regeneracyjnej. Jeśli zmianę morfologii całych narządów można uzyskać poprzez manipulację w obwodzie fizjologicznym, jest to także przełomowe odkrycie w dziedzinie leczenia wad wrodzonych.
Więcej na: http://biotechnologia.pl/
