Ormstjärnors uråldriga gener ger ny pusselbit till regenereringens gåta
När en ormstjärna mister en arm så växer den snabbt ut igen. Nu har forskare på bland annat Göteborgs universitet upptäckt att de gener som möjliggör denna återväxt är uråldriga – något som skulle kunna öppna för möjligheter inom medicinsk forskning.
– Det saknades en stor pusselbit om regenereringens ursprung och vi har äntligen kunnat presentera den, säger Olga Ortega-Martinez, forskare på Institutionen för marina vetenskaper, Göteborgs universitet.
Arter inom nästan alla existerande djursläkten kan återskapa kroppsdelar på något sätt, även människan. Men det har varit oklart hur dessa regenererande gener fungerar och hur gamla de är ur evolutionär synpunkt – något som spelar en viktig roll i medicinsk forskning. I en nyligen publicerad artikel i tidskriften Nature Ecology and Evolution presenteras nu flera viktiga forskningsresultat om regenereringen hos ormstjärnor.
– Vår viktigaste upptäckt är bekräftelsen på hur bevarade regenerationsgenerna är. Med andra ord, att de verktyg som möjliggör regenerering är uråldriga och gemensamma för de regenererande arterna. Det visar att denna mekanism inte har utvecklats oberoende hos olika arter och det tyder faktiskt på att vi alla har denna verktygslåda, säger Olga Ortega-Martinez, forskare på Institutionen för marina vetenskaper.
Väcker frågor om åldrande och cancer
Resultaten från studien ger en viktig utgångspunkt för att fortsätta studera inte bara gener hos ormstjärnor, utan också länken mellan ryggradslösa djur och ryggradsdjur som människan. Dessutom har forskarna ingående studerat vilka gener som har till uppgift att läka sår, att kontrollera tillväxt, och vilka gener som aktiverar regenerering.
– Vi vet nu vilka gener som är inblandade hos ormstjärnorna. Ledtrådarna finns i generna. Nu behöver vi bara förstå hur ormstjärnorna gör det och hur vi kan tillämpa denna kunskap på andra områden, inklusive människan. Det är inte Science Fiction, det är hela poängen med att göra den här typen av forskning. Vi måste förstå regenerering, och det enda sättet att göra det är, som alltid, att studera andra organismer som redan gör det, säger Olga Ortega-Martinez.
Hos vissa av ormstjärnorna är det omöjligt att veta deras ålder, eftersom de ständigt förnyar sig. När de gör det, vet de också exakt när de ska sluta, så det sker ingen okontrollerad cellförökning, som i tumörer.
– Detta väcker också frågor om åldrande och cancer. Kan ormstjärnor kasta lite ljus över det? Troligen, eftersom de redan har kommit på hur de kan kontrollera celltillväxten. Jag drömmer om den dag då vi kan genetiskt manipulera denna art för att testa nya teorier och förstå vilken roll deras gener har, säger Olga Ortega-Martinez.
”En mycket speciell pusselbit”
Regenerering är en av de stora frågorna inom biologin och en av de största utmaningarna inom medicinsk forskning. Många tagghudingar kan återbilda sina armar om de skärs av, men forskarna också upptäckte i sina studier att ormstjärnorna gjorde detta med en ”enorm hastighet” – något som förvånade dem. Men Olga Ortega-Martinez vill se det som ett pussel som behöver lösas, inte ett mått på vilken art som är bäst. Alla arter som har regenerering är viktiga för att förstå pusslet, och om vi inte har alla bitar kan vi inte förstå processen.
– Men ja, jag tror att ormstjärnan är en mycket speciell pusselbit. Förmågan att odla fullt fungerande armar med nerver, muskler och strukturer på bara några veckor är verkligen unik, säger Olga Ortega-Martinez.
Text: Annika Wall
Forskningsartikeln The brittle star genome illuminates the genetic basis of animal appendage regeneration publicerades i Nature Ecology and Evolution 2024.
Forskningsartikeln är resultatet av ett nästan 20 års långt forskningssamarbete som inleddes vid Kristinebergs marina forskningsstation som ett samarbete mellan Göteborgs universitet och gästforskare med stöd av forskningsinitiativet Assemble Plus. Projektet initierades 2006 och innebar ett långsiktigt samarbete mellan Sverige, Storbritannien, Belgien, Spanien och USA.
Forskningen har genomförts med stöd från Centrum för marin evolutionsbiologi vid Göteborgs universitet och IMAGO-projektet som leds av Anders Blomberg, professor emeritus i funktionsgenomik, Göteborgs universitet.
