Stellen Sie sich vor, ein Wesen zu heilen, das aus einem winzigen Gewebestück in Tagen eine vollständige Hydra nachwächst. Forscher der University of California haben nun die molekularen Geheimnisse dieser außergewöhnlichen Regenerationsfähigkeit der Süßwasser-Hydra aufgedeckt.
Benannt nach dem mythischen Schlangenmonster, dem bei jedem abgeschlagenen Kopf zwei neue nachwachsen, übertrifft die Hydra reale Biologie: Aus einem Stück Gewebe entsteht eine komplette Hydra.
Biologen sind fasziniert, denn viele beteiligte Netzwerke sind evolutionär alt und werden von Tieren inklusive Menschen geteilt.
"Bei Organismen wie dem Menschen fehlt nach Hirnverletzungen die Regenerationsfähigkeit, die wir bei der Hydra beobachten", erklärt Forscherin Abby Primack von der University of California.
Ein tiefes Verständnis könnte Therapien gegen Hirnverletzungen oder neurodegenerative Erkrankungen ermöglichen. Bei Schäden formt die Hydra neues Gewebe aus Stammzellen – denselben Typen wie in menschlichen Embryonen und Erwachsenenknochenmark. Diese Urzellen reproduzieren sich und differenzieren zu spezialisierten Zellen wie Neuronen oder Hautzellen.
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Das Team sequenzierte RNA-Moleküle, um zu tracken, wie Hydra-Stammzellen zu spezialisierten Zellen werden. RNA liest DNA-Anweisungen und führt sie aus – so identifizierten sie aktivierte Gene.
"Einzelzellsequenzierung erfasst genau die Gene, die bei der Differenzierung von Stammzellen wirken – essenziell für Entwicklungsbiologen", betont Assistenzprofessorin Celina Juliano.
Die Hydra besitzt drei Stammzelltypen, die sich zu verschiedenen Zellen entwickeln. Überraschend: Ein Pfad verzweigt sich zu Neuronen oder Drüsenzellen, ohne klare Entscheidung zu Beginn.
In Folgestudien will das Team klären, welche Gene diese Schicksalsentscheidung steuern.