Semenderler vücut parçalarını nasıl yeniden büyütebilir?

Amerikan askeri zırhı, savaş alanındaki askerleri öldürülmekten korumak için her zamankinden daha iyi tasarlandı. Bu, Irak ve Afganistan'daki savaşlarda ABD askerlerinin zayiat sayısını önemli ölçüde düşürürken, binlerce asker ciddi yanıklar, eksik uzuvlar ve diğer zayıflatıcı yaralanmalarla ABD'ye geri dönüyor. Gaziler için tedavi seçeneklerini iyileştirmek için Pentagon geçtiğimiz günlerde yaralı askerler için insan derisi, kulakları ve kaslarının yenilenmesine yönelik araştırmalara 250 milyon dolar ayırma planını duyurdu [kaynak: Reuters ]. Bu fonun bir kısmı, diğer şeylerin yanı sıra insan uzuvlarının yenilenmesine odaklanacak Silahlı Kuvvetler Rejeneratif Tıp Enstitüsü'nü de kuracak .

Uzuvların yenilenmesi, test tüplerinde kolların ve bacakların büyümesi anlamına gelmez; bunun yerine, bir kişinin gerçekten bir uzvunu yeniden büyüteceği anlamına gelir. Bilimsel kanıtlar, insanların genlerimizde uzuv yenilenmesi potansiyeline sahip olduğunu gösterir, ancak bu genler vücudumuzda uykudadır [kaynak: Kotulak ]. Örneğin insan embriyoları, rahimdeki uzuv tomurcuklarını yeniden büyütebilir [kaynak: Muneoka, Han ve Gardiner ]. Ve Ohio, Cincinnati'de bir adam , 2005'te yanlışlıkla bir parmak ucunu kestikten sonra yeniden canlandırdı. Ancak tüm bir uzvunuzu kaybettiğinizde, vücut enfeksiyona karşı korunmak için o yara bölgesini kalın yara dokusuyla kaplayarak tepki verir.

Araştırmacılar, uzuvların yenilenmesi için bu genetik potansiyeli nasıl yeniden harekete geçirebileceğimizi anlamak için küçükten başlıyorlar - farelerle. Ancak bir organizmanın bir şeyi nasıl yeniden büyütebileceğini bulmak için tamamen sıfırdan çalışmak zorunda değiller. Model olarak semendere bakıyorlar.

Semenderler, üyeleri soğukkanlı olan ve ek bir tüy veya kürk kaplaması olan amfibi ailesinin bir parçasıdır. Farklı semender türleri ya karada ya da suda yaşar ve kuyruklu tek amfibilerdir. Bu değerli kuyruğu kaybederlerse, semenderler onu tekrar büyütebilir. Kuyrukları, üst ve alt çeneleri, gözleri ve kalpleri de dahil olmak üzere vücut kısımlarını yenileyebilen en yüksek seviyedeki hayvanlardır.

Bu nispeten basit yaratık, bilimkurgu tarzı bir anatomik sihir numarasını nasıl yapıyor?

­

Bir semender kavgaya girerse, savunma mekanizması olarak kuyruğunu düşmana teslim edebilir. Sonuçta, birkaç hafta içinde yeni bir tane büyüyebilir. Bu oldukça karmaşık bir süreçtir, ancak özetle, rejenerasyon, yara bölgesindeki hücrelerin etrafını karıştırmayı ve onlara yeni bir uzmanlık atamayı içerir.

Bir vücut parçasının kesilmesinden sonraki ilk saatlerde, semenderin bölgedeki epidermal hücreleri, açık eti örtmek için göç eder. Bu hücre tabakası, sonraki günlerde kademeli olarak kalınlaşır ve apikal epitel kapağını oluşturur [kaynak: Muneoka, Han ve Gardiner ]. Semenderin fibroblast adı verilen dokularındaki hücreler de bu epidermal örtünün altında toplanır. Fibroblastlar farklılaşmamıştır, yani hangi vücut parçasının değiştirilmesi gerektiğine bağlı olarak birden fazla hücre tipine dönüşmekte özgürdürler.

Bu ilk aşamadan sonra, blastema fibroblast kütlesinden gelişir; blastema sonunda yedek vücut parçası olacaktır. Araştırmacılar yakın zamanda, nAG adı verilen bir proteinin ifadesinin blastema büyümesini başlattığını keşfetti [kaynak: Kumar ve diğerleri ]. Blastema, çeşitli uzuvlara, organlara ve dokulara dönüşme potansiyeline sahip olduğu için bir tür insan kök hücresi kütlesi gibidir . Ama semenderin vücudu neyin değiştirilmesi gerektiğini nereden biliyor? Blastemdeki genetik kodlama, eksik vücut parçasının yeri ve türü hakkında konumsal bir bellek içerir. Bu veriler, fibroblast hücrelerindeki Hox genlerinde depolanır [kaynak: Muneoka, Han ve Gardiner ].

Bu olurken, kılcal damarlar ve kan damarları blastemaya dönüşüyor. Blastema hücreleri bölünüp çoğaldıkça, ortaya çıkan kütle, farklılaşmamış hücrelerin bir tomurcuğu haline gelir. Bu höyüğün tam teşekküllü bir uzuv, kuyruk veya başka bir vücut parçası haline gelmesi için sinirlerden uyarı alması gerekir [kaynak: Kumar ve diğerleri ]. Ancak semenderler kuyruklarını bıraktıklarında sadece etlerini değil sinirlerini de kaybederler. Bu, yara bölgesinde sinir akson rejenerasyonunun doku, kemik ve kas rejenerasyonu ile birlikte gerçekleştiği anlamına gelir.

Oradan hücreler farklılaşır ve uygun vücut bölümünü oluşturur. Fibroblast hücrelerindeki bu konumsal hafızanın bir parçası olarak, blastema kusurlu rejenerasyonu önlemek için uygun sırayla büyümeyi bilir. Örneğin, bir semender ayak bileğinde bir ayağını kaybederse, blastema tüm bacak yerine bir ayak oluşturmak için dışa doğru gelişecektir.

Plan olarak semender ile, bilim adamları bir gün insan hücrelerinden blastema mühendisliği yapmayı umuyorlar. O zamana kadar, amfibi dostlarımız hala hayvanlar aleminin hüküm süren yenileyicileridir.

İlgili Makaleler

Daha Fazla Harika Bağlantı

Kaynaklar