Біологи побудували карту всіх стадій диференціювання клітин звичайної гідри (). Вони відстежили траєкторії розвитку попередників нейронів, м'язів та інших клітин і отримали докладні відомості про пристрій нервової системи цього організму. Ці дані допоможуть краще зрозуміти механізми регенерації різних тканин і еволюцію нервових систем. Стаття про дослідження опублікована в.
Прісноводне кишечнополісне гідра отримало свою назву від міфічної Лернейської гідри, чиї голови відростали після того, як їх відрубували. Цей поліп вміє регенерувати навіть краще своєї неіснуючої тезки і після розрізання здатний відрощувати не тільки верхню частину тіла, а й нижню. Гідра робить це за рахунок усіх трьох наявних у неї ліній стовбурових клітин: ектодермальної, ентодермальної та інтерстиційної. Більше того, і цільні гідри постійно оновлюють своє тіло і роблять це настільки ефективно, що потенційно безсмертні. Однак молекулярні механізми, що лежать в основі такої видатної здатності до відновлення, багато в чому неясні.
Вчені з декількох американських дослідницьких організацій на чолі з Селіною Джуліано (Celina E. Juliano) з Каліфорнійського університету в Девісі секвенували РНК 24 985 клітин звичайної гідри (транскриптом кожної клітини аналізували окремо). Клітини належали дорослим поліпам, яким за життя не завдавали великих ушкоджень - тобто регенерація у них йшла в звичайному, не екстреному режимі. Особливу увагу приділили нервовій системі.
Дослідники відзначали, які гени часто експресуються одночасно, і на підставі цього ділили клітини гідри на групи. Також вони шукали регуляторні послідовності, що керують експресією декількох генів відразу. Вони, імовірно, визначають стадію диференціювання клітин і в цілому траєкторію цього диференціювання (тобто клітинам якого типу дасть початок та чи інша стовбурова).
Автори знайшли кілька генів (одні з найбільш важливих - і), які допоможуть у майбутньому візуалізувати інтерстиційні стовбурові клітини, що знаходяться на певних стадіях диференціювання, і прицільно вивчати молекулярні процеси, супутні диференціюванню, тільки в них. Також вони з'ясували, що нейрони і залізисті клітини (виділяють травні ферменти) гідри мають спільного попередника і він відноситься до інтерстиційних стовбурових клітин. Цей попередник, у свою чергу, походить від клітини, що дає початок і попередникам стрікальних клітин - нематоцитів.
Нейрони звичайної гідри, як з'ясувалося, можна поділити на 12 груп залежно від того, які гени в них експресуються. Вони також відрізняються положенням у тілі тварини. Знаючи, які особливості роботи генів притаманні клітинам кожної групи, дослідники зможуть управляти їх чисельністю. А оскільки нервова система кишечнополісних і нервова система людини, ймовірно, відбулися незалежно один від одного, цікаво виділити відмінності між ними.
Крім того, автори роботи розраховують, що отримані ними дані про молекулярні особливості кожного шляху диференціювання прискорять деталізацію механізмів, що лежать в основі регенерації тканин біля гідри. Їх можна буде порівняти з тим, що відомо про регенерацію у людей і у популярного модельного об'єкта в біології розвитку - шпорцевої жаби. Її пуголовки здатні заново відростити хвіст, кришталик або лапу.
В останні десятиліття активно вивчаються і стовбурові клітини людини, притому такі, які вже були диференційовані, але під впливом певних факторів своє диференціювання втратили. Вони називаються ІПСК, індуковані плюрипотентні стовбурвої клітини. З них пробують отримувати попередники клітин різних типів, у тому числі нервових і статевих, і лікувати різні захворювання, пересаджуючи отримані попередники пацієнтам.