หากคุณตัดขาออกจากซาลาแมนเดมันก็จะกลับมา อย่างไรก็ตามมนุษย์ไม่สามารถจัดการเคล็ดลับได้ เหตุผลอยู่ไกลจากความเรียบง่ายและในระดับหนึ่งก็ยังเป็นปริศนาอยู่บ้าง
"เราสามารถสร้างผิวหนังได้ดีจริง ๆ เช่นหนังกำพร้าของเรา" David Gardiner ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาการพัฒนาและเซลล์ที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียเออร์ไวน์บอกกับ Live Science หมายถึงผิวหนังชั้นบนสุด “ ซับในลำไส้ของเราเราสามารถสร้างชิ้นส่วนและชิ้นส่วนขึ้นมาใหม่ แต่เราไม่สามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนเหล่านี้ขึ้นมาใหม่ได้”
การ์ดิเนอร์ได้ศึกษาการฟื้นฟูซาลาแมนเดอร์มานานหลายทศวรรษเพื่อค้นหากลไกพื้นฐานของมหาอำนาจ เขากล่าวว่าการฟื้นฟูมนุษย์ยังคงมีอยู่ในอนาคต แต่ไม่ไกลเกินไป - อาจเป็นไปได้ว่าหนึ่งในนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในปัจจุบันหรือนักวิจัยหลังปริญญาเอกจะแตกและการฟื้นฟูแขนขาจะเป็นส่วนหนึ่งของชุดเครื่องมือทางการแพทย์
นั่นเป็นเพราะในทางทฤษฎีแล้วการปลูกแขนขามนุษย์ควรเป็นไปได้ ยกตัวอย่างเช่นในผิวหนังหากบาดแผลไม่ลึกก็จะไม่มีแผลเป็นเนื่องจากกระบวนการบำบัดที่สร้างเซลล์ผิวใหม่ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่มนุษย์จะสร้างปลายนิ้วขึ้นมาใหม่หากเซลล์ใต้เล็บยังคงไม่บุบสลาย กระดูกจะถักเข้าด้วยกันถ้าคุณกลับไปชิ้นส่วนพูดด้วยสกรูหรือโยน ตับของมนุษย์ยังสามารถเติบโตเพื่อเติมเต็มพื้นที่และสร้างโครงสร้างบางส่วนที่เสียหาย
การเจริญเติบโตทั้งแขนขา
แต่การฟื้นฟูแขนขา (ของซาลาแมนเดอร์ชนิด) เป็นมากกว่าแค่การเปลี่ยนเนื้อเยื่อ เพื่อให้แขนขางอกใหม่คุณต้องมีกระดูกกล้ามเนื้อหลอดเลือดและเส้นประสาท มีเซลล์ต้นกำเนิดจากร่างกายซึ่งเป็นเซลล์ที่ไม่ได้แยกแยะชนิดหนึ่งซึ่งสามารถกลายเป็นเซลล์เฉพาะที่สร้างกล้ามเนื้อขึ้นมาใหม่ แต่ดูเหมือนว่ามันจะไม่ทำงาน “ คุณสามารถสร้างเส้นเลือดและเส้นประสาทใหม่ได้” การ์ดิเนอร์กล่าว "แต่แขนทั้งหมดทำไม่ได้"
Stéphane Roy ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการสำหรับการฟื้นฟูเนื้อเยื่อในสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มหาวิทยาลัยมอนทรีออลกล่าวว่าผิวหนังตับและกระดูกไม่ได้งอกใหม่ในแง่เดียวกับที่ซาลามันเดอร์ทำ
"มนุษย์สามารถแทนที่ชั้นผิวเผินได้เท่านั้น (ซึ่งอันที่จริงแล้วกระบวนการต่อเนื่องที่เรียกว่าสภาวะสมดุล)" เขากล่าวในอีเมล "ฝุ่นส่วนใหญ่ในบ้านคือเซลล์ผิวที่ตายแล้วที่เราสูญเสียไป"
“ ตับนั้นค่อนข้างแตกต่างจากการงอกของขาในซาลาแมนเดอร์” รอยกล่าว "การสร้างตับเป็นการชดเชย hyperplasia ซึ่งหมายความว่าสิ่งที่เหลือจะเติบโตในขนาดเพื่อชดเชยสิ่งที่สูญเสียไป" ดังนั้นเนื้อเยื่อตับที่จะมีขนาดใหญ่ขึ้น แต่ถ้าตับทั้งหมดหายไปจะไม่สามารถงอกใหม่ได้
"สิ่งที่หายไปจะไม่งอกใหม่และด้วยเหตุนี้คุณจึงไม่สามารถตัดตับได้อีกเมื่อเทียบกับขาในซาลาแมนเดอร์ซึ่งสามารถตัดได้หลายครั้งและทุกครั้งที่ขาใหม่จะงอกใหม่"
มนุษย์มีความสามารถในการงอกใหม่
การ์ดิเนอร์กล่าวว่ามนุษย์สร้างระบบอวัยวะทั้งหมดในครรภ์ จากข้อมูลทางพันธุกรรมเพียงอย่างเดียวที่ตัวอ่อนมนุษย์พัฒนากลายเป็นคนสมบูรณ์ในเก้าเดือน ดังนั้นจึงมีความสามารถที่ จำกัด ในการปลูกสิ่งต่าง ๆ และนั่นทำให้เกิดความรู้สึกถึงวิวัฒนาการ - มนุษย์ต้องสามารถรักษาได้
ยิ่งไปกว่านั้นเครื่องจักรทางพันธุกรรมพื้นฐานในมนุษย์และซาลาแมนเดอร์นั้นไม่แตกต่างกันแม้ว่าบรรพบุรุษของเราคนสุดท้ายจะถูกเบี่ยงเบนไปในช่วงยุคดีโวเนียนเมื่อประมาณ 360 ล้านปีก่อน “ ไม่มียีนพิเศษสำหรับการฟื้นฟู” การ์ดิเนอร์กล่าว "มีขั้นตอนเหล่านี้ที่พวกเขาผ่านและอย่างน้อยหนึ่งขั้นตอนเหล่านั้นไม่ทำงานในมนุษย์"
ในการปลูกแขนขาเซลล์ต้องรู้ว่าพวกมันอยู่ที่ไหน - พวกมันอยู่ที่ปลายแขนโดยนิ้วหรือพวกมันอยู่ที่ข้อต่อข้อศอกหรือไม่? - และพวกเขาจำเป็นต้องสร้างโครงสร้างที่เหมาะสมในลำดับที่ถูกต้อง ซาลาแมนเดอร์มียีนบางอย่างที่ "ถูกปิด" ในมนุษย์การ์ดิเนอร์กล่าว บางทียีนเหล่านั้นอาจทำให้เกิดการงอกใหม่หรืออย่างน้อยก็ช่วยควบคุมกระบวนการ บางสิ่งบางอย่างในอดีตวิวัฒนาการของมนุษย์เลือกที่จะแสดงยีนเหล่านั้นในแบบที่ซาลาแมนเดอร์ทำ ไม่มีใครรู้ว่ามีอะไรเกิดขึ้นเขาพูด
ในปี 2013 James Godwin นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลียที่มหาวิทยาลัย Monash อาจจะไขปริศนาบางส่วนได้ เขาพบว่าเซลล์ที่เรียกว่าแมคโครฟาจดูเหมือนจะป้องกันการสะสมของเนื้อเยื่อแผลเป็นในซาลาแมนเดอร์ ขนาดมหึมามีอยู่ในสัตว์อื่น ๆ รวมถึงมนุษย์และเป็นส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกัน หน้าที่ของพวกเขาคือหยุดการติดเชื้อและทำให้เกิดการอักเสบซึ่งเป็นสัญญาณไปยังส่วนอื่น ๆ ของร่างกายที่จำเป็นต้องซ่อมแซม ซาลาแมนเดอร์ที่ขาดมาโครฟาจไม่สามารถสร้างแขนขาของพวกเขาขึ้นใหม่และเกิดแผลเป็นใหม่
การ์ดิเนอร์กล่าวว่างานของ Godwin เป็นขั้นตอนหนึ่งในการทำความเข้าใจการฟื้นฟูแขนขา ซาลาแมนเดอร์ปกติไม่พัฒนาเนื้อเยื่อแผลเป็นเลย เมื่อมนุษย์ฉีกขาดกล้ามเนื้อหรือถูกตัดลึกพอเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เสียหายเนื้อเยื่อแผลเป็นจะก่อให้เกิดความเสียหาย เนื้อเยื่อแผลเป็นนี้ไม่ได้มีฟังก์ชั่นการทำงานเหมือนกับต้นฉบับ
“ ถ้าฉันสามารถเอาซาลาแมนเดอร์ไปหาแผลเป็นที่จะเป็นอะไรบางอย่างจริงๆ” การ์ดิเนอร์กล่าวเพราะนั่นจะทำให้เกิดความกระจ่างในกลไกที่ทำให้มนุษย์ไม่สามารถงอกแขนขาหรืออวัยวะได้ ดังนั้นแมคโครฟาจอาจเป็นส่วนหนึ่งของเรื่องราว แต่ไม่ใช่ทั้งหมด
การฟื้นฟูระบบประสาทและแขนขา
ความสามารถในการ "คงความเยาว์วัย" อาจเพิ่มความเข้าใจลึกซึ้งในความลึกลับของการงอกของแขนขาอีกครั้ง ซาลาแมนเดเม็กซิกันที่เรียกว่า axolotls หรือ Ambystoma mexicanumเป็น neotenic ซึ่งหมายความว่าพวกมันยังคงคุณสมบัติของเยาวชนไว้เป็นผู้ใหญ่ นี่คือเหตุผลที่ axolotls รักษาเหงือกเมื่อโตเต็มที่ในขณะที่ซาลาแมนเดอร์ชนิดอื่นไม่ทำ
มนุษย์ก็มี neoteny เช่นกันซึ่งเป็นสาเหตุที่ผู้ใหญ่มีลักษณะเหมือนตัวเรามากกว่าที่เป็นกรณีของบิชอพอื่น ๆ และทำไมเราต้องใช้เวลานานกว่าจะโตกว่าพูดชิมแปนซีทำ มีการเชื่อมต่อบางอย่างอาจมี neoteny และการงอกใหม่ การ์ดิเนอร์กล่าวว่าคนที่อายุน้อยกว่านั้นสามารถรักษาได้ดีกว่าคนที่อายุมากกว่า
นอกจากนี้นักวิจัยที่ Harvard Medical School พบว่ายีนที่ชื่อว่า Lin28a ซึ่งทำงานในสัตว์ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ (และมนุษย์) แต่ปิดตัวลงเมื่อครบกำหนดมีมือในการทำให้หนูงอกเนื้อเยื่อ - หรืออย่างน้อยก็จะปลูกปลายของ เท้าและหูของพวกเขา เมื่อสัตว์มีอายุมากกว่า 5 สัปดาห์พวกเขาไม่สามารถปลูกชิ้นส่วนเหล่านั้นได้แม้ว่าจะมีการกระตุ้นการทำงานของ Lin28a ก็ตาม Lin28a เป็นส่วนหนึ่งของระบบควบคุมการเผาผลาญของสัตว์ - เมื่อถูกกระตุ้นจะทำให้สัตว์สร้างพลังงานมากขึ้นราวกับว่ามันอายุน้อยกว่า
แต่ยังไม่เข้าใจลักษณะที่แน่นอนของการเชื่อมต่อ ในขณะที่ซาลาแมนเดอร์ทุกคนสามารถสร้างแขนขาขึ้นใหม่ แต่ axolotls เป็นแบบ neotenic เท่านั้นรอยตั้งข้อสังเกต
ซาลาแมนเดอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง axolotls สามารถรับเซลล์ต้นกำเนิดเพื่อเริ่มต้นการงอกแขนขาและชนิดของเซลล์ที่ตอบสนองต่อเว็บไซต์แผลก็ปรากฏว่าเชื่อมต่อกับแขนขาสามารถเติบโตได้อีกครั้ง การ์ดิเนอร์สามารถทำให้ซาลาแมนเดอร์เติบโตแขนขาพิเศษด้วยการกระตุ้นการเจริญเติบโตของเซลล์ประสาทในบริเวณที่เป็นแผล
"มันอาจจะเกี่ยวข้องกับการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่งหรือการปล่อยปัจจัยการเจริญเติบโตบางอย่างหรือการรวมกันของทั้งสองอย่างมันอาจเป็นคำถามของชีวฟิสิกส์: ส่วนขาของซาลาแมนเดอร์นั้นเล็กกว่ามนุษย์มาก แขนขาจึงอาจไม่ใช่แค่เรื่องของขนาด "รอยกล่าว
ความลึกลับนี้ยังคงเป็นหนึ่ง - อย่างน้อยตอนนี้
บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด
