How do animals regrow their limbs? And why can't humans do it? - Jessica Whited

Çeviri: Ozay Ozaydin Gözden geçirme: Elza Elif Mehdiyev

For some animals, losing a limb is a decidedly permanent affair.

Bazı hayvanlar için bir uzvunu kaybetmek kesinlikle kalıcı bir olaydır.

But for salamanders, particularly axolotls,

Ancak semenderler, özellikle de aksolotlar için

amputation is just a temporary affliction.

uzuv kesilmesi sadece geçici bir rahatsızlıktır.

Not only can they grow back entire limbs in as little as six weeks,

6 hafta gibi kısa bir sürede tüm uzuvlarını yeniden büyütebildikleri gibi,

they can also regenerate heart and even brain tissue.

kalp ve hatta beyin dokusunu da yenileyebilirler.

So how does this astonishing adaptation work?

Peki bu şaşırtıcı adaptasyon nasıl işliyor?

Regardless of regeneration,

Rejenerasyondan bağımsız olarak,

every limbed creature had to grow their arms and legs at some point.

her uzuvlu canlı bir noktada kollarını ve bacaklarını büyütmek zorundadır

And whether that process starts in the womb or the world,

Bu süreç ister anne karnında ister dünyada başlasın,

it almost always begins with little bumps called limb buds.

neredeyse her zaman uzuv tomurcukları adı verilen küçük yumrularla başlar.

These buds are full of progenitor cells—

Bu tomurcuklar, kaslar, kıkırdak, bağlar

a cornucopia of cell types that can differentiate into various tissues,

ve tendonlar da dahil olmak üzere çeşitli dokulara farklılaşan

including muscles, cartilage, ligaments, and tendons.

hücre türlerinin bir bereketi olan progenitör hücrelerle doludur.

Some of these progenitors are stem cells,

Bu progenitörlerin bazıları, bir dizi özelleşmiş hücre

capable of developing into a range of specialized cells and tissues,

ve dokuya dönüşebilen kök hücrelerdir,

while others are merely derived from stem cells.

diğerleri ise yalnızca kök hücrelerden türemiştir.

But in either case, the progenitors differentiate and multiply rapidly

Ancak her iki durumda da, progenitörler uzuv tomurcuğu geliştikçe

as the limb bud develops.

hızla farklılaşır ve çoğalır.

Nerves grow into the limb from nearby cell bodies

Yakındaki hücre gövdelerinden uzuv içine sinirler büyür

and a network of blood vessels form which fuel the process with oxygen.

ve süreci oksijenle besleyen bir kan damarları ağı oluşur.

Eventually, that tiny bud grows into a full infant limb.

Sonunda, bu küçük tomurcuk tam bir bebek uzvuna dönüşür.

Most salamanders, including axolotls, develop their limbs in the same way.

Aksolotlar da dahil olmak üzere

çoğu semender uzuvlarını aynı şekilde geliştirir.

But unlike other animals, they can also start this process all over again

Ancak diğer hayvanlardan farklı olarak,

ihtiyaç duyduklarında bu süreci baştan başlatabilirler.

if they need to.

When salamanders lose a limb,

Semenderler bir uzuvlarını kaybettiklerinde,

surrounding skin cells quickly surge across the wound’s surface.

çevredeki deri hücreleri yaranın yüzeyinde hızla çoğalır.

This new layer of skin is called the wound epidermis,

Bu yeni deri tabakasına yara epidermisi denir ve bir kez oluştuğunda,

and once established, it signals cells in the underlying limb stump

altta yatan uzuv kütüğündeki hücrelere dediferansiyasyon adı verilen

to undergo something called dedifferentiation.

bir süreçten geçmeleri için sinyal gönderir.

This process reverts nearby cells from fully developed limb tissues

Bu süreç, tamamen gelişmiş uzuv dokularından yakındaki hücreleri

back into earlier, less specialized progenitor cells.

daha erken, daha az uzmanlaşmış progenitör hücrelere geri döndürür.

At the same time, the peripheral nervous system fires up stem cells

Aynı zamanda, periferik sinir sistemi semenderin

vücudundaki kök hücreleri harekete geçirir.

throughout the salamander’s body.

This would be impossible for most multicellular organisms,

Bu, kök hücreleri tipik olarak yaşla yenilenme kapasitelerini kaybeden

whose stem cells typically lose their regenerative capacity with age.

çoğu çok hücreli organizma için imkansızdır.

But when salamander stem cells near the injury get the right signal,

Ancak yaralanmaya yakın semender kök hücreleri doğru sinyali aldığında,

they reactivate and start multiplying.

yeniden aktif hale gelir ve çoğalmaya başlar.

Researchers don’t know what ratio of stem cells

Araştırmacılar, kök hücrelerin ve farklılaşmış progenitör hücrelerin

and dedifferentiated progenitor cells regeneration requires.

hangi oranda yenilenmeye ihtiyaç duyduğunu bilmiyorlar.

But we do know these cells come together

Ancak bu hücrelerin bir araya gelerek

to form the most important part of the process: the blastema.

sürecin en önemli parçasını oluşturduğunu biliyoruz: blastema.

This structure is almost identical to a limb bud—

Bu yapı bir uzuv tomurcuğuyla neredeyse aynıdır -

the primary difference is that it’s made of recycled, repurposed cells,

temel fark, tamamen yeni hücreler yerine geri dönüştürülmüş,

yeniden düzenlenmiş hücrelerden

and potentially reserved cells, rather than completely new ones.

ve potansiyel olarak ayrılmış hücrelerden oluşmasıdır.

Beyond that, blastemas and limb buds have the same mission:

Bunun ötesinde, blastemalar ve uzuv tomurcukları aynı göreve sahiptir:

binlerce yeni hücre yapmak ve bunları işlevsel bir uzuv için

to make thousands of new cells and organize them

into the muscle, bone, skin, and nerve tissue

gerekli olan kas, kemik, deri ve sinir dokusu olarak

required for a functional limb.

organize etmek.

As this process unfolds, nerves and blood vessels spanning the injury site

Bu süreç ilerledikçe, yaralanma bölgesini kaplayan sinirler

ve kan damarları beslenme ve oksijen iletir.

transmit nutrition and oxygen.

Over several weeks, the stump will steadily grow

Birkaç hafta içinde, güdük giderek yarı saydam bir cilde sahip

a miniature limb with translucent skin.

minyatür bir uzuv haline gelecektir.

And when the process is complete,

Süreç tamamlandığında,

not only will the limb match the rest of the salamander,

uzuv semenderin geri kalanıyla eşleşmekle kalmayacak,

there won't even be a scar.

bir yara izi bile kalmayacak.

The relationship between scarring and regeneration

Yara izi ve rejenerasyon arasındaki ilişki,

is just one of this processes’ many mysteries.

bu sürecin birçok gizeminden sadece biri.

Scientists are still tracking salamander cells on the molecular level

Bilim insanları, semender hücrelerini moleküler düzeyde izleyerek,

to determine how they revert from a mature stage into a regenerative one.

olgunluk aşamasından rejeneratif bir aşamaya

nasıl geçtiklerini belirlemeye devam ediyor.

And research into transplanting blastema cells investigates

Blastema hücrelerinin nakli üzerine yapılan araştırmalar,

how other animals might replicate this reconstructive wizardry.

diğer hayvanların bu rekonstrüktif sihirbazlığı

nasıl kopyalayabileceğini araştırıyor.

Ayrıca, semenderlerin vücutlarının uzvun hangi kısmının kaybedildiğini

We also don’t understand how salamanders’ bodies know

what part of the limb has been lost or how much needs to be regrown.

veya ne kadarının yeniden büyümesi gerektiğini nasıl bildiğini anlamıyoruz.

One theory is that blastema cells have a form of positional memory,

Bir teori, blastema hücrelerinin bir tür konumsal hafızaya sahip olduğu

ve birbirlerine göre ne kadar büyüyeceklerini

allowing them to determine how much to grow in relation to one another.

belirlemelerine izin verdiğidir.

And it’s equally important to understand how these limbs know when to stop growing

Bu uzuvların, kanserli tümörlerde olduğu gibi aşırı gelişmeyi önlemek için

büyümeyi ne zaman durduracaklarını

to prevent overdevelopment, like in cancerous tumors.

nasıl bildiklerini anlamak da aynı derecede önemlidir.

But one of regenerations essential ingredients doesn’t belong solely

Ancak rejenerasyonun temel bileşenlerinden biri

to salamanders: the blastema.

sadece semenderlere ait değildir: blastema.

Deer antlers use a similar healing tissue to regenerate each year,

Geyik boynuzları, derileri bizimki gibi yara izi bıraksa da,

even though their skin scars like ours.

her yıl yenilenmek için benzer bir iyileştirici doku kullanır.

Spiny mice can also restore skin, hair, and some other appendages scar-free.

Dikenli fareler de deri, saç ve diğer bazı uzantılarını

yara izi bırakmadan yenileyebilir

And even humans can regenerate the tips of our fingers and toes

ve hatta insanlar bile şaşırtıcı derecede benzer bir şekilde

in a surprisingly similar manner.

el ve ayak parmaklarının uçlarını yenileyebilir.

We still don’t know whether this ability is tied

Bu yeteneğin semenderlerle ortak atalarımıza mı

to our shared ancestry with salamanders

bağlı olduğunu yoksa farklı biyolojik mekanizmalarla mı

or fueled by distinct biological mechanisms.

beslendiğini hala bilmiyoruz.

But with time and research,

Ancak zaman ve araştırma ile,

who knows what evolutionary knowledge we might grow back.

kim bilir hangi evrimsel bilgileri geri kazanabiliriz.