Исследование: моллюски как ключ к заживлению костей

Ученые биологического и химического факультетов МГУ имени М. В. Ломоносова впервые изучили регенерацию редкого внутреннего скелета, состоящего из кальцитовых спикул, у голожаберного брюхоногого моллюска Onchidoris muricata после ампутации.

Полученные данные являются первым шагом в изучении формирования спикул, а также в расшифровке механизмов биоминерализации на молекулярном уровне, сообщает портал «Научная Россия».

Моллюски – широко распространенная группа беспозвоночных животных, обитающая в водной и наземной среде. При упоминании моллюсков многие из нас представляют «улиток» с раковиной, однако не все моллюски могут похвастаться её наличием.

Одной из таких групп являются голожаберные моллюски – дориды, которые в процессе эволюции вовсе утратили раковину, но в замену ей приобрели внутренний скелет. На примере Onchidoris muricata – вида из арктических морей – показано, что твердый скелет состоит из многочисленных иголочек – спикул, которые помимо внутреннего положения еще находятся и внутри специализированных клеток – склероцитов. Такое положение спикул уникально для беспозвоночных и не встречается в других группах.

Основу этих удивительных спикул составляют ранее неописанные белки, похожие на коллаген. Ученых заинтересовал вопрос биоминерализации, а именно как белковые структуры становятся впоследствии твердыми. С применением комплекса методов в результате экспериментов удалось установить, что твердыми спикулы становятся из-за ионов кальция, которые связываются с белковой матрицей. Для того чтобы понять, что заставляет ионы кальция соединяться с основой спикул, была расшифрована последовательность генов, которые экспрессируются, т.е. работают у моллюсков разных возрастов.

В результате анализа полученных данных было установлено, что специальный белок – карбоангидраза – помогает присоединять кальций к коллагеноподобным белкам спикул, что делает их твердыми и прочными.

Это исследование является важным шагом в изучении регенеративных способностей живых организмов и механизмов восстановления и биоминерализации внутреннего скелета.

Полученные данные могут помочь в разработке новых подходов к лечению травм или заболеваний, связанных с нарушением целостности костей, в том числе у человека.