ให้ควาามรู้เกี่ยวกับการฟื้นฟู

ความสามารถในการงอกใหม่แตกต่างกันไปในสัตว์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่มีความสามารถในการงอกที่จำกัด ในขณะที่สัตว์พื้นฐานและสัตว์พื้นๆ ที่เกิดในช่วงต้นของการวิวัฒนาการ เช่น พวกไนดาเรียนและพลานาเรียน สามารถงอกใหม่ทั้งร่างกายได้ ในทุกกรณี กระบวนการฟื้นฟูเริ่มต้นด้วยการรักษาบาดแผล เซลล์ในบริเวณที่เกิดการบาดเจ็บจะเพิ่มจำนวนขึ้นและก่อตัวเป็นมวลที่ไม่แตกต่างกัน ซึ่งเรียกว่า บลาสทีมา (blastema) ซึ่งโครงสร้างที่ขาดหายไปจะถูกสร้างรูปแบบใหม่ สิ่งนี้กระตุ้นกระบวนการทางพันธุกรรมที่ควบคุมการพัฒนาของตัวอ่อนด้วย เพื่อตรวจสอบกลไกระดับโมเลกุลที่เกี่ยวข้อง ทีมวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ ดร. โธมัส ดับบลิว โฮลสไตน์ ศึกษาโพลิปน้ำจืดไฮดราเพื่อทำความเข้าใจคุณสมบัติพื้นฐานของการกระตุ้นการสร้างใหม่นี้ หัวใจสำคัญของการสืบสวนคือวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของ Anja Tursch เธอทำซ้ำการทดลองที่สำคัญของ Abraham Trembley นักธรรมชาติวิทยาแห่งเจนีวา (1710 ถึง 1784) ซึ่งทำให้เขาค้นพบปรากฏการณ์การฟื้นฟู ติ่งเนื้อไฮดราถูกผ่าออก ทำให้ครึ่งบนสร้าง "หัว" ใหม่ และครึ่งล่างสร้าง "เท้า" ใหม่ ดังนั้นส่วนต่าง ๆ ของร่างกายจึงสามารถเติบโตจากเนื้อเยื่อเดียวกันตรงผิวที่ถูกตัดตรงกลางได้ นักวิจัยจากศูนย์ศึกษาสิ่งมีชีวิต (COS) ของ Heidelberg University จากผลงานก่อนหน้าของพวกเขาเกี่ยวกับการฟื้นฟูไฮดราได้แสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไร ไม่ว่าจะเกิดขึ้นที่ใด ความเสียหายใดๆ จะกระตุ้นสัญญาณที่ไม่เฉพาะเจาะจงสำหรับการตอบสนองต่อการบาดเจ็บ เช่น การรักษาบาดแผลโดยผ่านแคลเซียมไอออนและการผลิตออกซิเจนชนิดที่ทำปฏิกิริยา สัญญาณจะถูกส่งภายในเซลล์โดยไคเนสโปรตีนที่กระตุ้นการทำงานของไมโทเจนสามตัว ได้แก่ p38, JNKs และ ERK การกระตุ้นของโมเลกุลทั้งสามนี้จำเป็นสำหรับ การฟื้นฟู ทั้งศีรษะและเท้า จากนั้นจะมีการเปิดใช้งานเส้นทางการส่งสัญญาณซึ่งมีความสำคัญในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนสำหรับการก่อตัวของอวัยวะพื้นฐานและแกนของร่างกาย ดังนั้น สัญญาณทั่วไปของการรักษาบาดแผลจึงถูกถ่ายโอนไปยังสัญญาณเฉพาะตำแหน่งของการสร้างรูปแบบและการสร้างความแตกต่างของเซลล์สำหรับการสร้างใหม่ "การทดลองของเราแสดงให้เห็นว่าเส้นทางการส่งสัญญาณ Wnt เป็นองค์ประกอบหลักของการตอบสนองต่อการบาดเจ็บทั่วไปในขั้นต้น และขึ้นอยู่กับความแรงของสัญญาณ จะนำเนื้อเยื่อไปสู่การพัฒนาของศีรษะหรือเท้า" ศาสตราจารย์โฮลสไตน์อธิบาย นี่คือเหตุผล ในกรณีของการยับยั้ง MAPK การงอกใหม่ที่ขาดหายไปอาจถูกเหนี่ยวนำโดยโปรตีน Wnt ที่สร้างขึ้นใหม่และสร้างขึ้นเทียม "เป็นเรื่องที่น่าแปลกใจเช่นกันที่ส่วนตรงกลางของร่างกายที่ถอดทั้งหัวและเท้าออก สามารถกระตุ้นหัวที่ปลายทั้งสองได้ด้วยวิธีนี้" ดร. Suat Özbek สมาชิกกลุ่มวิจัย "วิวัฒนาการระดับโมเลกุลและจีโนมิกส์" ของศาสตราจารย์โฮลสไตน์กล่าวเสริมที่ คอส. Wnt / β-catenin ซึ่งเป็นเส้นทางการส่งสัญญาณ Wnt ชิ้นเดียวเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเข้ารหัสข้อมูลตำแหน่งสำหรับการสร้างโครงสร้างส่วนหัวใหม่ ด้วยความร่วมมือกับนักคณิตศาสตร์ที่นำโดย Prof. Dr. Anna Marciniak-Czochra ทีมวิจัยของ Prof. Holstein และ Dr Özbek ได้พัฒนาแบบจำลองที่แสดงให้เห็นว่าข้อมูลตำแหน่งพื้นฐานในเนื้อเยื่อเปลี่ยนการตอบสนองของการบาดเจ็บที่ไม่แตกต่างในขั้นต้นให้เป็นกระบวนการสร้างรูปแบบที่แตกต่างกันได้อย่างไรผ่าน Wnt เส้นทางการส่งสัญญาณ "เนื่องจาก MAPKs และ Wnts ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างมีวิวัฒนาการสูง กลไกนี้จึงน่าจะฝังลึกอยู่ในจีโนมของเรา ซึ่งมีความสำคัญต่อกระบวนการสร้างเซลล์ใหม่ในสัตว์มีกระดูกสันหลังและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเช่นกัน" โทมัส โฮลสไตน์เน้น