قلمرو حیوانات شامل طیف وسیعی از موجودات با قابلیتهای بازسازی قابل توجه است، اما هیچکدام به اندازه مرجانیان ساکن دریا مانند هیدرا، عروس دریایی و شقایق دریایی در این وظیفه ترمیمی ماهر نیستند.
دانشمندان دانشگاه وین، ژنوم شقایق دریایی قرمز (Nematostella vectensis) را برای کشف تواناییهای نامیرایی آن مطالعه کردند. طبق مطالعه جدید، دانشمندان برای اولین بار احتمالاً نوعی سلولهای بنیادی در شقایق دریایی کشف کردهاند که میتواند نشاندهنده چگونگی مبارزه موفقیتآمیز این موجودات با پیری باشد.
انسان خردمند (Homo sapiens) تواناییهای بازسازی قابل توجهی دارد؛ زخمها التیام مییابند، شکستگیهای استخوان دوباره به هم میپیوندند و برخی اندامها حتی میتوانند پس از آسیب شدید دوباره رشد کنند، اما هیچکدام از این قابلیتهای زیستشناختی به پای قدرت ترمیمی شقایق دریایی نمیرسد.
این شقایق دریایی که در امتداد ساحل شرقی ایالات متحده یافت میشود و با جمعیتهای پراکنده در امتداد ساحل غربی ایالات متحده و ساحل جنوب شرقی بریتانیا، عضوی از شاخه مرجانیان ساکن دریا است. این شاخه به خاطر قابلیتهای بازسازی کل بدن خود مشهور است؛ آنقدر که برخی حیوانات این شاخه، مانند عروس دریایی Turritopsis dohrnii، از نظر عملکردی نامیرا هستند. به دلیل این توانایی که به نظر میرسد فرایند پیری را به چالش میکشد، این حیوانات به طور برجستهای در تحقیقات ضد پیری مطرح شدهاند.
اکنون، در مطالعهای که در مجله Science Advances منتشر شده است، محققان دانشگاه وین احتمالاً سلولهای کوچکی را در شقایقهای دریایی قرمز شناسایی کردهاند که اساساً به مرجانیان اجازه میدهد به طور مداوم از چشمه افسانهای جوانی بنوشند. در انسانها، سلولهای بنیادی امکان بازسازی محدود سلولهای خاصی در بدن ما را فراهم میکنند (به همین دلیل آنها در کانون اکتشاف درمانهای ضد پیری قرار دارند)، با این حال، حیوانات دیگر در مقایسه با ما انسانها تواناییهای بازسازی بسیار بزرگتر را نمایش میدهند.
از آنجا که شقایق دریایی N. vectensis میتواند به صورت غیرجنسی تولید مثل کند و به راحتی در شرایط آزمایشگاهی پرورش یابد، به سرعت به گونهای تبدیل شده است که برای مطالعه تواناییهای نامیرایی مرجانیان به طور گستردهتر مورد استفاده قرار میگیرد. در حالی که دانشمندان میدانستند که شقایق دریایی قرمز نشانههای کمی از پیری نشان میدهد یا اصلاً نشان نمیدهد، به دلیل اندازه بسیار کوچک آنها نتوانسته بودند سلولهای بنیادی که محرک این جوانی بیپایان هستند را شناسایی کنند.
اولریش تکنائو از دانشگاه وین و همکارانش، از روش جدیدی به نام ژنومیک تکسلولی برای جستجوی این سلولهای بنیادی گمشده استفاده کردند. دانشمندان توانستند بر اساس پروفایلهای رونوشتبردار (ترنسکریپتوم) که مجموعهای از رونوشتهای mRNA هستند، تبار سلولهای بنیادی سلولهای خاصی را که توسعه یافته بودند تشخیص دهند.
آندریاس دنر از دانشگاه وین گفت: «با ترکیب تحلیلهای بیان ژن تکسلولی و ترنسژن، اکنون توانستهایم جمعیت بزرگی از سلولها را در شقایق دریایی شناسایی کنیم که سلولهای تمایزیافتهای مانند سلولهای عصبی و سلولهای غدهای را تشکیل میدهند و بنابراین کاندیدایی برای سلولهای بنیادی چندتوانی هستند.»
تیم مطالعه، به طور خاص به ژنهای بسیار حفاظتشده nanos و piwi نگاه کردند که پروتئینهای تنظیمی دخیل در تمایز سلولهای بنیادی و همچنین گامتوژنز هستند. هنگامی که تیم با استفاده از قیچی ژنی CRISPR، ژن nanos2 را جهش داد، کشف کرد که این پروتئین برای تشکیل سلولهای زایا و همچنین سلولهای پیکری ضروری است و احتمالاً حدود ۶۰۰ میلیون سال پیش در طبیعت ظاهر شده.
اکنون که دانشمندان کاندیداهای وسوسهانگیزی برای سلولهای بنیادی دارند، مطالعات آینده به عمق سازوکارهایی که مرجانیان مانند شقایق دریایی قرمز را به مبارزان ماهری در برابر پیری تبدیل میکند.
