همه به‌دنبال راز جاودانگی؛ عروس دریایی نامیرا چگونه به جوانی برمی‌گردد؟

به نقل از بی‌بی‌سی، عروس دریایی کوچکی به نام «توریتوپسیس دوه‌رنی» (Turritopsis dohrnii) توانایی کم‌نظیری دارد: این جانور می‌تواند در شرایط نامساعد، از مرحله بالغ زندگی به مرحله اولیه رشد بازگردد و چرخه زندگی خود را از نو آغاز کند. همین ویژگی باعث شده است دانشمندان لقب «عروس دریایی نامیرا» را به آن بدهند. پژوهشگران اکنون در تلاش‌اند سازوکارهای ژنتیکی و سلولی این فرایند را بشناسند و بررسی کنند که آیا این یافته‌ها می‌توانند در آینده به درمان بیماری‌های مرتبط با افزایش سن کمک کنند یا نه.

البته نامیرایی این جانور به معنای مصونیت کامل از مرگ نیست. عروس دریایی نامیرا نیز ممکن است بر اثر شکارشدن، کمبود غذا یا شرایط نامناسب محیطی بمیرد. ویژگی شگفت‌انگیز آن، توانایی بازگشت به مرحله‌ای جوان‌تر از چرخه زندگی است؛ فرایندی که شاید سرنخ‌هایی تازه درباره بازسازی سلول‌ها و بافت‌ها در اختیار پزشکی قرار دهد.

عروس دریایی نامیرا در شرایطی مانند گرسنگی یا فشارهای محیطی شدید، ممکن است از حالت بالغ خود خارج شود و به ساختاری توده‌مانند از سلول‌ها تبدیل شود. سپس این ساختار می‌تواند مرحله‌ای از زندگی به نام «پولیپ» را ایجاد کند؛ مرحله‌ای اولیه که به رشد کلونی و تولید عروس‌های دریایی جدید منجر می‌شود.

به این ترتیب، جانوری که در حالت عادی باید چرخه زندگی خود را ادامه دهد، می‌تواند به مرحله‌ای بازگردد که پیش از بلوغ قرار دارد. هر عروس دریایی جدید نیز بالقوه توانایی انجام این فرایند را دارد. به همین دلیل، این گونه می‌تواند چرخه‌ای از بازگشت به مراحل اولیه زندگی را بارها تجربه کند؛ هرچند دانشمندان هنوز نمی‌دانند این توانایی تا چه اندازه و برای چه مدتی ادامه پیدا می‌کند.

پژوهشگران نخستین‌بار در سال ۱۹۹۲ به این ویژگی توجه کردند. دانشمندی ایتالیایی که این جانوران را در آزمایشگاه نگهداری می‌کرد، پس از بازگشت از تعطیلات انتظار داشت نمونه‌های گرسنه‌مانده را مرده پیدا کند؛ اما به‌جای آن، پولیپ‌های جدیدی در ظرف مشاهده کرد. این اتفاق زمینه بررسی دقیق‌تر فرایند بازگشت عروس دریایی به مراحل اولیه زندگی را فراهم کرد.

در بیشتر جانوران، سلول‌ها با رشد بدن به انواع تخصصی مانند سلول‌های عصبی، عضلانی یا پوستی تبدیل می‌شوند. این فرایند تخصص‌یافتن باعث می‌شود هر سلول وظیفه مشخصی بر عهده بگیرد. بااین‌حال، عروس دریایی نامیرا در جریان بازگشت به مرحله اولیه زندگی می‌تواند از فرایندی به نام «تغییر تمایز» (Transdifferentiation) استفاده کند.

در این فرایند، برخی سلول‌های تخصص‌یافته هویت قبلی خود را تغییر می‌دهند و به انواع دیگری از سلول‌ها تبدیل می‌شوند؛ تغییری که به شکل‌گیری ساختارهای موردنیاز برای رشد پولیپ کمک می‌کند. دانشمندان می‌خواهند بدانند چه سازوکارهایی این تغییر را کنترل می‌کنند و آیا می‌توان از شناخت آن‌ها برای بازسازی سلول‌های آسیب‌دیده انسان بهره برد.

هدف پژوهشگران، بازگرداندن بدن انسان به مرحله جنینی یا تبدیل افراد مسن به افراد جوان نیست. آن‌ها بیشتر به دنبال راه‌هایی هستند که بتوانند سلول‌ها و بافت‌های آسیب‌دیده را به وضعیت سالم‌تری بازگردانند؛ برای مثال، بهبود ترمیم بافت پس از سکته مغزی یا حمله قلبی و مقابله با برخی آسیب‌های مرتبط با افزایش سن.

پژوهشگران برای شناخت بهتر این توانایی، ژن‌های عروس دریایی نامیرا را با ژن‌های گونه‌های خویشاوند آن مقایسه کرده‌اند. در مطالعه‌ای که سال ۲۰۲۲ منتشر شد، دانشمندان تفاوت‌هایی در ساختار ژنتیکی این گونه و گونه‌ای نزدیک به آن شناسایی کردند که توانایی مشابهی برای بازگشت به مرحله اولیه زندگی در آن شناخته نشده است.

یکی از یافته‌ها، وجود نسخه‌های بیشتری از برخی ژن‌های مرتبط با تولید پروتئین‌های ترمیم‌کننده آسیب‌های دی‌ان‌ای بود. دی‌ان‌ای در طول زندگی ممکن است بر اثر فرایندهای طبیعی سلولی و عوامل محیطی آسیب ببیند. توانایی ترمیم این آسیب‌ها برای حفظ عملکرد سلول اهمیت دارد و ممکن است در سازوکارهای طول عمر عروس دریایی نامیرا نیز نقش داشته باشد.

پژوهشگران همچنین به ژن‌های مرتبط با حفظ تلومرها توجه کرده‌اند. تلومرها ساختارهایی در انتهای کروموزوم‌ها هستند که از ماده ژنتیکی محافظت می‌کنند. این ساختارها در بسیاری از سلول‌های بدن انسان با تقسیم‌های مکرر کوتاه‌تر می‌شوند؛ هرچند روند تغییر آن‌ها به نوع سلول و شرایط زیستی بستگی دارد. ژن‌های مرتبط با حفظ و ترمیم تلومرها در عروس دریایی نامیرا ممکن است بخشی از توضیح توانایی این جانور برای بازگشت به مراحل اولیه زندگی باشند.

بااین‌حال، وجود نسخه‌های بیشتر از یک ژن به‌تنهایی ثابت نمی‌کند که همان ژن مسئول نامیرایی یا جوان‌شدن دوباره جانور است. دانشمندان برای مشخص‌کردن نقش دقیق این ژن‌ها به آزمایش‌های بیشتری نیاز دارند.

برخی از سازوکارهای سلولی مرتبط با بازسازی و جوان‌سازی در پژوهش‌های مربوط به پستانداران نیز بررسی شده‌اند. بااین‌حال، فعال‌کردن چنین فرایندهایی در سلول‌های انسان بسیار پیچیده است. تغییر وضعیت سلول‌ها باید به‌گونه‌ای کنترل شود که عملکرد طبیعی بافت حفظ شود و خطر رشد بی‌رویه سلولی یا ایجاد تومور افزایش پیدا نکند.

پژوهشگران امیدوارند بررسی عروس دریایی نامیرا به شناسایی مسیرهای مولکولی تازه‌ای کمک کند که در آینده برای ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده کاربرد داشته باشند. اگر دانشمندان بتوانند سازوکارهای کنترل‌کننده بازگشت سلول‌ها به وضعیت‌های جوان‌تر را بهتر بشناسند، شاید بتوان از این دانش برای مطالعه درمان برخی بیماری‌های مرتبط با افزایش سن، از جمله بیماری‌های تحلیل‌برنده عصبی یا آسیب‌های بافتی، استفاده کرد.

با وجود این، چنین کاربردهایی هنوز در مرحله پژوهش قرار دارند. یافته‌های مربوط به عروس دریایی نامیرا به معنای کشف درمانی برای پیری انسان نیست و نمی‌توان از آن‌ها نتیجه گرفت که انسان‌ها در آینده نزدیک قادر خواهند بود روند پیری را معکوس کنند.

نام «عروس دریایی نامیرا» ممکن است این تصور را ایجاد کند که این جانور در برابر تمام عوامل مرگ‌آور مقاوم است؛ اما چنین برداشتی درست نیست. این گونه در شرایط خاص می‌تواند به مرحله اولیه زندگی بازگردد، ولی همچنان در برابر خطرهای محیطی آسیب‌پذیر است.

برخی از نمونه‌های نگهداری‌شده در آزمایشگاه نیز ظاهرا توانایی بازگشت به مرحله اولیه زندگی را ندارند. علاوه بر این، دانشمندان هنوز نمی‌دانند آیا این جانور پس از تعداد مشخصی از چرخه‌های بازگشت، سرانجام بر اثر فرایندهای پیری می‌میرد یا خیر. نگهداری طولانی‌مدت آن در شرایط آزمایشگاهی نیز دشوار است و همین مسئله بررسی طول عمر واقعی این گونه را پیچیده می‌کند.

در محیط طبیعی، کمبود غذای پلانکتونی، شکارچیان و شرایط نامناسب برای کلونی‌های پولیپی می‌توانند بقای آن را تهدید کنند. بنابراین، توانایی بازگشت به مرحله جوان‌تر به معنای تضمین زندگی بی‌پایان نیست.

عروس دریایی نامیرا برای دانشمندان نمونه‌ای کم‌نظیر از انعطاف‌پذیری زیستی به شمار می‌رود. بررسی این جانور می‌تواند درک ما را از تغییر هویت سلول‌ها، ترمیم دی‌ان‌ای و سازوکارهای مرتبط با پیری گسترش دهد. بااین‌حال، تبدیل این یافته‌ها به روش‌های درمانی برای انسان به پژوهش‌های گسترده و آزمایش‌های دقیق نیاز دارد.