مطالعه درباره شقایق‌های دریایی نشان می‌دهد که چگونه حیوانات بخش‌هایی را پس از آسیب بازسازی می‌کنند
بدن‌های ما می‌توانند با تغییرات محیطی سازگار شوند. به عنوان مثال، چه در تابستان گرم باشد یا در زمستان سرد، دمای داخلی ما در ۳۷ درجه سانتیگراد باقی می‌ماند.
این توانایی بدلیل فرآیندی به نام هومئوستاسی است.
این عمل متعادل‌کنندهٔ پنهان برای بقا حیاتی است و به حیوانات اجازه می‌دهد شرایط داخلی پایدار را حتی با تغییر جهان خارجی حفظ کنند.
تحقیقات اخیر از گروه ایکمی در EMBL هایدلبرگ نشان می‌دهد که هومئوستاسی به حفظ تعادل در داخل یک ارگانیسم کمک می‌کند و می‌تواند شکل آن را تغییر دهد.
شقایق دریایی سبک‌بال (Nematostella vectensis) توانایی بازسازی فوق‌العاده‌ای دارد و می‌تواند یک سر یا پا جدید رشد کند اگرکه قطع شوند. اگر به دو قسمت برش داده شود، هر قطعه به یک شقایق کامل تبدیل می‌شود.
درمان شقایق‌های دریایی
در حالی که برخی حیوانات بازسازی کننده مانند سمندرها و ماهی‌ها تمرکز خود را بر بازسازی بخش‌های از دست رفته با توجه به آنچه باقی مانده دارند، این شقایق دریایی رویکرد متفاوتی دارد. این شقایق بدن خود را برای حفظ همان شکل کلی بازسازی می‌کند، حتی اگر به این معنی باشد که باید بخش‌هایی را تنظیم کند که آسیب ندیده‌اند.
این ویژگی در کرم‌های پهن و سایر حیواناتی که می‌توانند کل بدن خود را بازسازی کنند نیز مشاهده می‌شود.
آیسم ایکمی، رهبر گروه EMBL و نویسنده ارشد یک مطالعه جدید در سلول توسعه‌ای توضیح داد: «بازسازی درباره احیای عملکرد پس از از بین رفتن یا آسیب‌دیدگی بافت است.»
«بیشتر مطالعات تحقیقاتی عمدتاً الگوها و اندازه‌ها در بازسازی را مورد بررسی قرار می‌دهند، اما یافته‌های ما نشان می‌دهد که حفظ شکل نیز حیاتی است و این چیزی است که ارگانیسم به صورت فعال کنترل می‌کند.»
کشف شروع شد هنگامی که استفانی چئونگ، محقق دکترای گروه ایکمی، چیزی غیر عادی را مشاهده کرد.
وقتی پای یک شقایق دریایی آسیب دید، چئونگ تقسیم سلولی در محل زخم و تقسیم سلولی غیر منتظره در انتهای مخالف بدن – منطقه دهان – مشاهده کرد.
این نشان می‌داد که شقایق سیگنال‌هایی به سراسر بدنش در پاسخ به آسیب ارسال می‌کند.
حفظ شکل پس از آسیب
تیم تحقیقاتی از ترنسکریپتومیک مکانی به همراه تصویربرداری پیشرفته برای بررسی این موضوع استفاده کرد.
این به آنها اجازه داد تا ببینند که کدام ژن‌ها در بخش‌های مختلف بدن شقایق در طول بازسازی فعال بودند.
آنها متوجه شدند که آسیب باعث تغییرات مولکولی در نزدیکی و دور از زخم می‌شود. سلول‌ها حرکت کردند و بافت‌ها سازماندهی مجدد شدند و شکل کل بدن را تغییر دادند.
جالب بود که میزان تغییر شکل بدن به شدت آسیب بستگی داشت. از دست دادن پا باعث تغییرات ملایمی شد، در حالی که برش شقایق به نصف منجر به تغییرات عمده‌ای شد.
تیم یک خانواده از آنزیم‌ها به نام متالوپروتئاز‌ها را شناسایی کرد که با از دست رفتن بیشتر بافت فعال‌تر شدند.
این آنزیم‌ها فقط در محل زخم فعال نبودند؛ آنها در سراسر بدن فعال بودند و به تطابق بافت‌ها کمک می‌کردند.
فرآیند حیوانی
پترس استینبرگن، یکی از نویسندگان اصلی مطالعه و تکنسین ارشد تحقیقاتی گروه ایکمی گفت: «فعالیت متالوپروتئاز هرگز قبلاً در حیواناتی مثل این نشان داده نشده بود.
«من باید شرایط آزمایش را برای Nematostella بر اساس ادبیات کمی که از گونه‌های دیگر در دسترس بود طراحی و بهینه می‌کردم. این مدتی طول کشید، اما نتایج نهایی بسیار پاداش‌دهنده بود.»
پیشرفت زمانی حاصل شد که محققان دریافتند که تمام این تغییرات هدفشان بازگرداندن شکل اصلی شقایق بود.
آنها نسبت ابعاد - نسبت طول به عرض - را اندازه‌گیری کردند و دریافتند که شقایق به نسبت‌های پیش از آسیب خود بازگشت.
بنابراین، حتی اگر شقایق پس از آسیب کوچکتر شد، شکل خود را حفظ کرد.
ایسما ایکمی توضیح داد: «ما شاهد هماهنگی سرتاسری بدن بودیم که این بازسازی را هدایت می‌کند.»
«این واکنش نسبی به شقایق اجازه می‌دهد تا شکل خود را بازسازی کند و تاکید می‌کند که چگونه ارگانیسم‌هایی مانند Nematostella تفسیر و به از دست دادن بافت به گونه‌ای پاسخ می‌دهند که متناسب با آسیبی است که دریافت شده است.»
