Бессмертная медуза: как Turritopsis dohrnii обращает старение вспять

Существует животное размером с ноготь мизинца, которое при болезни или стрессе не умирает — оно возвращается в начало. Медуза Turritopsis dohrnii способна полностью обратить собственное развитие вспять, превратившись из взрослой особи обратно в полип. Этот цикл теоретически не имеет предела повторений.

Крошечное существо с необычной биологией

Turritopsis dohrnii — небольшая медуза с колоколообразным телом, в основном прозрачная, с характерным красноватым центром, где просвечивает желудок. Во взрослом состоянии она достигает около 4–5 мм в диаметре. Впервые её описали в Средиземном море в 1883 году, однако долгое время на неё почти не обращали внимания.

Сейчас этот вид обнаружен далеко за пределами Средиземноморья — у берегов Японии, в Панамском заливе, у побережья Испании и в нескольких других точках. Распространению способствует балластная вода кораблей: медузы или их личинки попадают в танки в одном порту и оказываются в совершенно другом океане. Японский биолог Шин Кубота из университета Киото наблюдал за одними и теми же особями в лабораторных условиях на протяжении многих лет, фиксируя повторяющиеся циклы омоложения.

Важная оговорка: в научной литературе вид долго фигурировал под названием Turritopsis nutricula, однако это другая, близкородственная медуза из Карибского региона. Бессмертной считается именно Turritopsis dohrnii.

Трансдифференциация: что происходит внутри

Когда медуза оказывается под угрозой — голод, физическое повреждение, резкое изменение температуры воды — она не погибает и не впадает в спячку. Тело начинает сворачиваться, щупальца втягиваются, колокол сжимается. Постепенно взрослая особь регрессирует до стадии цисты, а затем снова до полипа — первоначальной, неподвижной формы жизни, прикреплённой к субстрату.

Этот процесс называется трансдифференциацией: специализированные клетки одного типа напрямую превращаются в клетки другого типа, минуя промежуточную стволовую стадию. Мышечная клетка становится нервной. Клетка пищеварительного тракта — репродуктивной. Генетически это один и тот же организм, но биологически — заново начавший развитие.

В большинстве многоклеточных организмов дифференцированные клетки жёстко зафиксированы в своей роли. Именно поэтому, например, нейроны после гибели не восстанавливаются из клеток кожи. У Turritopsis dohrnii эта граница каким-то образом преодолевается — и учёные пока не могут объяснить механизм до конца.

Если тема медуз вас захватила, загляните в наш материал про интересные факты о медузах — там есть немало того, что удивляет даже людей, далёких от биологии.

Что это даёт медицине

Исследователи изучают трансдифференциацию не из чистого любопытства. Если понять, какие именно гены активируются в момент «перезапуска», это может открыть подходы к регенеративной медицине — восстановлению тканей после инфаркта, инсульта, дегенеративных заболеваний. Клетки сердечной мышцы у человека практически не восстанавливаются после повреждения. У медузы весь организм перепрограммируется за несколько дней.

Геном Turritopsis dohrnii был частично секвенирован, и учёные обнаружили, что гены, связанные с регуляцией клеточного цикла и репарацией ДНК, у неё экспрессируются иначе, чем у близкородственных видов без способности к омоложению. Конкретные механизмы остаются предметом активных исследований.

Бессмертие — не то же самое, что неуязвимость

Биологическое бессмертие означает лишь отсутствие запрограммированного старения — не защиту от внешнего мира. Большинство особей Turritopsis dohrnii погибает: их поедают рыбы, другие медузы, они становятся жертвами болезней или загрязнения воды. Способность к «перезапуску» срабатывает только тогда, когда организм успевает на неё отреагировать.

Популяции этих медуз не разрастаются бесконтрольно — именно по этой причине. Их численность регулируется экосистемой так же, как и у любого другого вида.

Что касается человека — ни один биолог всерьёз не предполагает, что трансдифференциация медузы будет перенесена в нашу биологию напрямую. Но понять, почему одни организмы стареют неотвратимо, а другие умеют сбрасывать этот счётчик, — уже само по себе один из главных вопросов современной биологии.

Среди животных, чья биология бросает вызов привычным представлениям о жизни и смерти, — не только медузы. Оса-изумрудница тоже оказалась в центре внимания учёных: выяснилось, что она способна замедлять старение своих жертв.