Makhluk laut spons menulis ulang ilmu pengetahuan

Sepupu ubur-ubur dan karang, ia dapat meregenerasi seluruh tubuhnya dengan bantuan sel “tua”.

Para peneliti dari Institut Kesehatan Nasional dan mitranya telah menemukan temuan baru tentang penyembuhan dan penuaan dengan mempelajari makhluk laut kecil yang mampu meregenerasi seluruh tubuhnya hanya dengan menggunakan mulutnya. Mereka menganalisis RNA urutan Hidraktinia Symbiolongicarpusmakhluk hewan kecil berbentuk tabung yang hidup di dalam cangkang kelomang.

Sama seperti Hiraktinia Ketika mereka mulai meregenerasi tubuh baru, para peneliti menemukan tanda molekuler yang terkait dengan proses biologis penuaan, yang juga dikenal sebagai penuaan. Menurut penelitian yang dipublikasikan di Laporan sel, Hiraktinia Hal ini menunjukkan bahwa proses biologis mendasar dari penyembuhan dan penuaan saling terkait, memberikan perspektif baru tentang bagaimana penuaan berkembang.

“Studi seperti ini yang mengeksplorasi biologi organisme yang tidak biasa mengungkapkan betapa universalnya banyak proses biologis dan seberapa banyak kita masih harus memahami fungsi, hubungan, dan evolusinya,” kata Charles Rotimi, direktur Intramural Institute. Sebuah program penelitian di National Human Genome Research Institute (NHGRI), bagian dari National Institutes of Health. “Temuan seperti ini mempunyai potensi besar untuk memberikan wawasan baru mengenai biologi manusia.”

Sel induk penggerak regenerasi Hydractinia disimpan di bagian bawah tubuh hewan, jauh dari mulut. Kredit: Darryl Lyga, Lembaga Penelitian Genom Manusia Nasional (NHGRI)

Mengurai asal usul evolusi dari proses biologis mendasar, seperti penuaan dan penyembuhan, sangat penting untuk memahami kesehatan dan penyakit manusia. Manusia mempunyai beberapa kapasitas regeneratif, seperti menyembuhkan patah tulang atau bahkan menumbuhkan kembali hati yang rusak. Beberapa hewan lain, seperti salamander dan ikan zebra, dapat menggantikan seluruh anggota tubuh dan meregenerasi berbagai organ. Namun, hewan bertubuh sederhana, mis Hiraktiniaseringkali memiliki kemampuan regeneratif yang ekstrem, seperti menumbuhkan tubuh baru dari sepotong jaringan.

Peran regeneratif penuaan berbeda dengan temuan pada sel manusia. “Sebagian besar penelitian tentang penuaan berkaitan dengan peradangan kronis, kanker, dan penyakit terkait usia,” kata Andy Paxivanis, Ph.D., ilmuwan senior di NHGRI dan penulis studi tersebut. “Biasanya, sel-sel tua tetap ada pada manusia, dan sel-sel ini menyebabkan peradangan kronis dan menyebabkan penuaan pada sel-sel di sekitarnya. HiraktiniaKita dapat mempelajari bagaimana penuaan dapat bermanfaat dan memperluas pemahaman kita tentang penuaan dan penyembuhan.

Sebelumnya, peneliti menemukan hal ini Hiraktinia Ini berisi kelompok sel induk khusus untuk regenerasi. Sel induk dapat berubah menjadi jenis sel lain dan oleh karena itu berguna dalam menciptakan bagian tubuh yang baru. Pada manusia, sel induk terutama berfungsi dalam perkembangan, namun organisme yang sangat regeneratif menyukainya Hiraktinia Gunakan sel induk sepanjang hidup mereka. Hiraktinia Ia menyimpan sel induk penggerak regenerasi di tubuh bagian bawahnya.

Namun, ketika peneliti mengeluarkan mulut – bagian yang jauh dari tempat sel induk berada – mulut akan menumbuhkan tubuh baru. Tidak seperti sel manusia, yang mengontrol nasibnya sendiri, sel dewasa pada beberapa organisme yang sangat regeneratif dapat kembali menjadi sel induk ketika organisme tersebut terluka, meskipun proses ini tidak dipahami dengan baik. Oleh karena itu, peneliti berasumsi demikian Hiraktinia Sel induk baru harus dihasilkan dan sinyal molekuler yang dapat mengarahkan proses ini harus dicari.

Ketika rangkaian RNA menunjukkan penuaan, para peneliti memindai genomnya Hiraktinia Untuk rangkaian seperti gen yang terkait dengan penuaan pada manusia. Dari tiga gen yang mereka identifikasi, satu gen “diaktifkan” di sel dekat lokasi pemotongan hewan. Ketika para peneliti menghapus gen ini, kemampuan hewan untuk mengembangkan sel-sel tua terhambat. Tanpa sel-sel tua, hewan tidak dapat mengembangkan sel induk baru dan tidak dapat beregenerasi.

Para peneliti melacak sel-sel tua di dalamnya Hiraktinia Untuk mengetahui bagaimana hewan ini menghindari dampak buruk penuaan. Tanpa diduga, hewan-hewan tersebut mengeluarkan sel-sel tua dari mulutnya. Meskipun manusia tidak dapat menghilangkan sel-sel tua dengan mudah, peran gen yang terkait dengan penuaan di dalamnya dapat menghilangkannya Hiraktinia Menyarankan bagaimana proses penuaan telah berevolusi.

Kita manusia memiliki nenek moyang yang sama terakhir kali Hiraktinia – dan kerabatnya, ubur-ubur dan karang – berusia lebih dari 600 juta tahun, dan hewan-hewan ini tidak pernah menua sama sekali. Karena faktor-faktor ini, Hiraktinia Hal ini dapat memberikan wawasan penting tentang nenek moyang hewan purba kita. Oleh karena itu, para peneliti berpendapat bahwa regenerasi mungkin merupakan fungsi awal penuaan pada hewan purba.

“Kami masih belum memahami bagaimana sel-sel tua memicu regenerasi atau seberapa luas proses ini terjadi pada dunia hewan,” kata Dr. Paxivanis. “Untungnya, dengan mempelajari beberapa kerabat jauh hewan kita, kita dapat mulai mengungkap beberapa rahasia regenerasi dan penuaan – rahasia yang pada akhirnya dapat memajukan bidang pengobatan regeneratif dan juga studi tentang penyakit yang berkaitan dengan usia.”

Referensi: “Pemrograman ulang seluler yang disebabkan oleh penuaan mengarah pada peremajaan seluruh tubuh” oleh Miguel Salinas Saavedra, Gabriel Febremarsa, Helen R. Krasovec, Andreas D. Horkan, dan Uri Paksevanis, 30 Juni 2023, Laporan sel.
doi: 10.1016/j.celrep.2023.112687