Медуза Turritopsis dohrnii обладает крайне редкой способностью среди животных: после достижения взрослой фазы она может вернуться на предыдущую стадию своего развития. Вместо того чтобы следовать прямо к концу жизненного цикла, медуза может трансформироваться обратно в стадию полипа — более молодую форму, прикрепленную к поверхности.
Этот процесс называется трансдифференцировкой, которая происходит, когда уже специализированная клетка меняет свою функцию и начинает выполнять другую роль. Фактически, организм разбирает часть своей взрослой структуры и реорганизует ткани, чтобы вернуться к более ранней стадии развития. Именно поэтому этот вид получил прозвище «бессмертная медуза».
Жизненный цикл Turritopsis dohrnii обычно начинается с полипа. Из него появляются мелкие медузы, которые растут до достижения взрослой фазы. Отличительной чертой этого вида является возможность пройти обратный путь.
Когда взрослая медуза получает повреждения, стареет или подвергается неблагоприятным условиям, она может инициировать процесс обращения вспять. Тело утрачивает признаки взрослой фазы и проходит через промежуточную стадию, называемую кистой. Затем ткань реорганизуется, пока снова не сформируется полип.
Исследование, опубликованное в 2019 году в журнале G3: Genes, Genomes, Genetics, подписанное Юи Мацумото, Стефано Пирайно и Марией Пиа Мильетта, детально изучило этот процесс. Исследователи обнаружили изменения в активности генов во время трансформации и нашли признаки, связанные с репарацией ДНК, поддержанием теломер — структур, защищающих концы хромосом, и изменением функции клеток.
Эта способность не является просто гипотезой. Эксперименты демонстрируют, что вид способен осуществить эту реверсию и начать производить новое поколение медуз. Именно этот потенциал возвращения к более ранней стадии развития поддерживает концепцию биологического бессмертия, связанную с этим видом.
Однако это прозвище может вводить в заблуждение. Turritopsis dohrnii не является неуязвимой и не защищена от всех экологических рисков. Так называемое биологическое бессмертие означает лишь то, что организм может избежать смерти, вызванной старением, путем реверсии своего развития.
Более детальное понимание процесса
Важно понимать, что механизм, позволяющий организму омолаживаться, не устраняет всех остальных угроз выживанию. Поэтому точнее будет говорить о том, что вид обладает исключительной способностью предотвращать старение, а не о том, что он никогда не умрет.
Недавние исследования направлены на выяснение того, что позволяет этому виду делать то, чего естественным образом не могут клетки человека. В 2021 году Юи Мацумото и Мария Пиа Мильетта из Texas A&M University опубликовали в журнале Genome Biology and Evolution исследование об изменениях в активности генов во время обратного цикла жизни.
Результаты укрепили интерес к процессам, связанным с репарацией ДНК, способностью обновления клеток и клеточной репрограммированием. Цель состоит не в том, чтобы найти формулу для бессмертия людей, а в том, чтобы лучше понять, как различные организмы справляются с клеточными повреждениями и старением.
В 2022 году другое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, сравнировало геном Turritopsis dohrnii с геномом близкого вида, который не обладает такой же способностью к омоложению. Исследователи выявили различия в генах, связанных с репарацией ДНК, поддержанием теломер, клетками, способными генерировать различные типы тканей, и межклеточной коммуникацией.
Эти результаты помогают ученым исследовать, почему некоторые клетки могут восстанавливать характеристики более ранних стадий жизни, и как подобные механизмы могут быть связаны со старением. Это все еще находится в области фундаментальных исследований и не означает, что существует медицинское применение для омоложения людей.
Самое поразительное в Turritopsis dohrnii заключается в том, что ее жизненный цикл не обязан следовать одному направлению. В то время как старение обычно рассматривается как необратимый путь, эта маленькая медуза имеет биологическую стратегию, позволяющую ей вернуться на предыдущую стадию. Именно эта способность делает ее одним из самых интригующих примеров природы для тех, кто пытается понять, почему организмы стареют.