Изучен механизм регенерации плоских червей планарий
Исследователи из Института биофизики клетки Российской академии наук изучили, как планарии — плоские черви — заново отстраивают сложную мышечную систему головного конца тела после его полного отсечения. Результаты опубликованы в журнале «Биофизика» (№ 5, 2026).
Планарии известны способностью к регенерации. При этом их строение уже обладает значительной сложностью, поэтому эти животные интересны в качестве модельных организмов. Объектом данного исследования стали черви вида Schmidtea mediterranea.
«Плоские черви — одна из первых групп животных, у которых появились специализированные системы тканей и органов: нервная система ортогонального типа; пищеварительная система с глоткой и тремя разветвлёнными ветвями кишечника, мышечная система, состоящая из трёхслойного кожно-мускульного мешка», — пояснили исследователи.
По их словам, в экспериментах планарий наблюдали в течение 13 дней. Согласно полученным данным, на вторые сутки после операции у червей формировалась так называемая регенерационная бластема. Это скопление недифференцированных клеток, из которых затем образуются мышцы, нервы и другие ткани. Чтобы измерить её рост, учёные использовали технологию прижизненной морфометрии. Это метод, при котором живых червей фотографировали под микроскопом и по снимкам вычисляли площадь новой ткани. Оказалось, что быстрее всего бластема увеличивалась с третьих по седьмые сутки после операции, а после десятых — её рост заметно замедлялся.
Отдельно специалисты изучили, как в новой ткани появляются мышечные волокна. Для этого использовали специальное вещество — фаллоидин, — помеченное флуоресцентным красителем. Метод позволяет посредством конфокального лазерного микроскопа рассматривать ткани послойно и получать их трёхмерное изображение.
Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия мускулатуры регенерирующих планарий S. mediterranea, окрашенной TRITC-меченым фаллоидином (тотальные препараты): (а) — вторые сутки регенерации, предшественники мышечных волокон — миобласты (М) в регенерационной бластеме; (б) — вторые сутки регенерации, вытянутые и веретеновидные миоциты (МЦ) в зоне регенерации; (в) – третьи сутки регенерации, формирующиеся мышечные волокна стенки тела в бластеме (МВ); (г) — третьи сутки регенерации, отмечена сеть тонких, дифференцирующихся неупорядоченных мышечных волокон (НМВ) в головном отделе тела; отмечены «направляющие волокна» (Н)
Как показали наблюдения, на вторые сутки регенерации в зоне роста появлялись клетки-предшественники мышц — миобласты и миоциты (округлые и вытянутые клетки). На третьи — в бластеме начинали формироваться тонкие продольные мышечные волокна. Тогда же появились направляющие структуры, которые тянулись от неповреждённых тканей к апикальному концу тела и задавали направление для роста новых мышц.
Затем с пятых по седьмые сутки количество волокон продолжало увеличиваться, а слои мускулатуры становились всё более различимыми. К седьмым суткам были отчётливо видны кольцевые, продольные и диагональные волокна, а после десятых — мускулатура регенерировавшего головного конца уже была неотличима от старых тканей.
Исследования по расшифровке клеточных и молекулярных механизмов регенерационных процессов, проводимые на простых биологических объектах, таких как планарии, которые обладают феноменальной регенерационной способностью среди представителей животного царства, позволят в дальнейшем выявить аналогичные механизмы у высших животных и человека. Пока исследование относится к области фундаментальной науки. Однако в перспективе данные, полученные у высших организмов, позволят стимулировать заживление ран и восстановление повреждённых органов. Другие возможные направления — тканевая инженерия, изучение дефектов развития, а также способов контроля деления клеток (что важно для онкологии), обновление (омоложение) тканей и органов.
