Исследователи взялись за тщательное изучение слепых полупрозрачных рыб, схожих по размеру с рыбками гуппи и живущих в системе пещер северной Мексики, чтобы выяснить, почему некоторые подводные обитатели могут восстанавливать свои сердца, а у других остается шрам на всю жизнь. Соответствующее исследование было опубликовано 20 ноября в журнале Cell Reports.
«Миллионы лет назад некоторые поверхностные рыбы, живущие в реках, попадали в пещеры и оказывались пойманными в ловушку, когда уровень воды спадал. В результате они потеряли глаза и пигментацию, адаптировавшись тем самым к жизни в пещерах. Мы обнаружили, что, как и данио-рерио, поверхностные рыбы способны восстанавливать свое сердце, в то время как некоторые пещерные виды не могут этого сделать, из-за чего у них появляется огромный шрам. Для нас мексиканская пещера стала новой моделью для исследования регенерации сердца», – отметила одна из авторов научной работы Матильда Моммерстег из Оксфордского университета.
Моммерстег и ее команда разводили в лаборатории как поверхностных, так и пещерных рыбок, а затем проводили на них операции по удалению части сердца. После данной процедуры поверхностные виды начинали медленно восстанавливать недостающие ткани, а у пещерных появлялся шрам. Потом исследователи начали выращивать гибридов и осуществлять на них схожие опыты. В результате они заметили, что новое потомство демонстрирует разные уровни регенерации, что указывает на возможность наследования способности восстановления сердечной ткани у этих рыбок.
Они протестировали регенеративную роль Irrc10, таинственного гена, уникального для сердечной мышцы, аналогичной той, которая имеется у людей и мышей. Для этого они проанализировали локус количественных признаков и воспользовались моделями на выбывание. В результате им удалось обнаружить, что Irrc10 и три сегмента ДНК могут иметь большое значение в процессе регенерации сердца.
«Анализ локуса количественных признаков – это метод, который позволил нам выяснить, какая часть из всей ДНК поверхностной рыбы наиболее важна для восстановления сердца. Мы обнаружили три области ДНК, содержащие гены, из-за которых возникает разница между регенерацией и появлением рубцов после повреждения сердечных тканей», – заявляет соведущий автор работы Йошиюки Ямамото, биолог из Университетского колледжа Лондона.
Далее исследователи собираются выяснить, какие гены в обнаруженных областях играют ключевую роль в процессе восстановления сердца.
«Следующие шагом является обнаружение основной причины того, почему поверхностные рыбы способны восстановить свое сердце, а пещерные не могут этого сделать. Что произошло в рамках их адаптации к пещерной жизни, из-за чего они потеряли способность к регенерации этого органа?», – добавила в конце Моммерстег.