Генетики выяснили, как гидра отращивает новые головы

Ученые выяснили, как как гидры могут регенерировать головы, меняя способ регуляции генов. Результаты публикует журнал Genome Biology and Evolution.

Гидры (Hydra) — род пресноводных сидячих кишечнополостных из класса гидроидных (Hydrozoa). Представители обитают в стоячих водоемах и реках с медленным течением, они живут, прикрепившись к водным растениям или грунту. Длина тела гидры составляет от 1 до 20 мм. 

Гидра принадлежит к группе животных, состоящей из примерно 10 000 видов, разделенных на две основные группы: Anthozoa (состоящие из морских анемонов, кораллов и морских клеток) и Medusozoa (морские осы, медузы и гидры). Гидры, которые обычно обитают в умеренных и тропических регионах, считаются биологически бессмертными. Дело в том, что стволовые клетки гидры обладают способностью к неограниченному самообновлению. Но ученые до сих пор не понимают механизм регенерации головы гидры.

В ходе работы ученые идентифицировали 27 137 элементов, которые активны в одной или нескольких частях тела или регенерирующих тканях. Они использовали модификацию гистонов ChIP-seq., который применяется для анализа взаимодействия белков с ДНК. Ученые идентифицировали 9 998 кандидатных проксимальных промоторов и 3 018 кандидатных энхансер-подобных областей соответственно.

Исследование показало, что подмножество этих регуляторных элементов ремоделируется во время регенерации головы, и идентифицирует набор мотивов факторов транскрипции. Они обогащены в областях, которые активируется, когда гидра отращивает новую голову. Другими словами, каркас, на который образует структуру ДНК, — ее хроматин — открывается в этих областях, чтобы позволить клеткам использовать гены развития.

Также ученые обнаружили одно семейство генов Fos, которое участвует в регенерации головы. Ранее биологи наблюдали, как они участвуют в процессах регенерации у других видов животных, включая рыб, саламандр и мышей.