Pientä, läpikuultavaa Turritopsis dohrnii -meduusaa on hämmästyttävän vaikea saada hengiltä. Sitä onkin kutsuttu myös kuolemattomaksi meduusaksi.
Meribiologi Maria Miglietta on leikannut meduusoja, keittänyt niitä, pitänyt niitä ilman ravintoa, lisännyt niiden altaisiin liikaa suolaa ja siirtänyt niitä makeaan veteen. Sitkeät eläimet ovat kuitenkin onnistuneet välttämään kuoleman kerta toisensa jälkeen.
Kun meduusat joutuvat äärimmäiseen rasitukseen, ne pysähtyvät ja vajoavat altaan pohjalle. Sitten tapahtuu jotakin hämmästyttävää. Eläimet muuttuvat solumöykyiksi, eivätkä enää lainkaan muistuta aikuista meduusaa lonkeroineen.
Yhden tai kolmen päivän kuluessa solumöykystä alkaa kasvaa polyyppi, meduusan varhainen kehitysvaihe. Polyyppi kasvaa yhdyskunnaksi, josta kehittyy aikanaan uusia aikuisia meduusoja.
– Yhdestä meduusasta, joka ei kuole, syntyy yhdyskunta, joka voi tuottaa satoja uusia yksilöitä, Texas A&M -yliopistossa työskentelevä Miglietta kertoo BBC:lle.
Jokainen näistä uusista meduusoista voi periaatteessa nuorentua samalla tavalla. Lajilla näyttääkin olevan uskomaton kyky palauttaa elinkaarensa takaisin nuoruuteen.
Miglietta ja muut tutkijat selvittävät nyt geneettisiä ja molekyylitason tapahtumia, jotka mahdollistavat Turritopsis dohrnii -meduusan kyvyn kiertää kuolema.
Näiden salaisuuksien selvittäminen voisi auttaa käynnistämään samankaltaisia prosesseja lopulta myös ihmisissä.
Tutkijat haluavat löytää keinoja palauttaa soluja ja kudoksia nuorekkaampaan tilaan, jotta voitaisiin parantaa haavoja ja hoitaa ikääntymiseen liittyviä sairauksia.
– Tällaisen tutkimuksen perimmäinen tavoite olisi mielestäni uudistumiseen perustuva biologia: pyrkimys kääntää ikääntymisestä johtuva rappeutuminen takaisinpäin, sanoo Johns Hopkinsin yliopistossa työskentelevä lasten syöpälääkäri ja tutkija Michael Koldobskiy.
Turritopsis dohrnii -meduusan kyky löydettiin alun perin sattumalta. Italialainen tutkija piti meduusoja laboratoriossa, mutta unohti ruokkia niitä viikonlopun aikana.
Laboratoriossa odotti yllätys
Palatessaan laboratorioon hän odotti löytävänsä eläimet kuolleina. Sen sijaan hän näki astiassa uusia polyyppeja.
Salenton yliopiston biologi Stefano Piraino kiinnostui tuolloin siitä, mikä teki tällaisen nuorentumisen mahdolliseksi.
Alkion kehittyessä kantasolut lisääntyvät ja erilaistuvat hermosoluiksi, lihassoluiksi ja lukuisiksi muiksi elimistön solutyypeiksi. Tavallisesti solut pysyvät kerran omaksumassaan tehtävässä, kunnes ne vanhenevat ja kuolevat.
Piraino kuitenkin havaitsi, että kuolemattoman meduusan nuorentuessa osa aikuisen eläimen kudoksista käy läpi prosessin, jota kutsutaan transdifferentiaatioksi eli solujen uudelleenerilaistumiseksi.
Siinä solut palautuvat kantasolumaisempaan tilaan ja erilaistuvat sen jälkeen toisenlaisiksi soluiksi.
Turritopsis dohrniin kyky on eläinkunnassa ainutlaatuinen, vaikka jotkin liskot, madot ja sammakkoeläimet pystyvätkin kasvattamaan menetettyjä tai vaurioituneita ruumiinosia uudelleen.
Turritopsis dohrnii osoittaa, etteivät ikääntyminen ja kuolema ole kaikissa tilanteissa biologisesti väistämättömiä. Tutkijat eivät silti voi sulkea pois mahdollisuutta, että myös tämä meduusa kuolee lopulta luonnollisesti vanhuuteen.
Geenit voivat paljastaa nuorentumisen salaisuuden
Nykyisin Miglietta ja muut tutkijat pyrkivät selvittämään geneettisiä mekanismeja, joiden avulla meduusan solut voivat ikään kuin palata ajassa taaksepäin.
Koldobskiyn mukaan suurin unelma olisi tunnistaa molekyylitason kytkin, joka ohjaa tätä prosessia.
Jos samanlainen kytkin löytyisi myös ihmisiltä, sitä voitaisiin ehkä käyttää palauttamaan ihmisen soluja nuorekkaampaan tilaan.
Tämä voisi mahdollisesti nopeuttaa haavojen paranemista tai aivohalvausten ja sydänkohtausten vaurioittamien kudosten toipumista.
Ehkä joskus voitaisiin jopa korjata ikääntymiseen liittyvää näkökyvyn heikkenemistä tai Alzheimerin taudin kaltaisiin sairauksiin liittyviä hermoston rappeumamuutoksia.
– Emme aio kutistua takaisin alkioiksi ja aloittaa kaikkea alusta. Mutta elinten ja kudosten tasolla pidän tätä hyvinkin mahdollisena, Koldobskiy sanoo.
Tutkimus on vielä alkuvaiheessa, mutta ensimmäisiä vihjeitä on jo saatu. Vuonna 2022 julkaistussa tutkimuksessa meduusan perimää verrattiin sen sukulaislajin perimään.
Kuolemattomalla meduusalla havaittiin olevan enemmän kopioita geeneistä, jotka osallistuvat DNA-vaurioiden korjaamiseen ja telomeerien ylläpitoon. Telomeerit ovat kromosomien päissä olevia suojarakenteita, jotka tavallisesti lyhenevät ikääntymisen myötä.
Tutkimukseen osallistuneen Oviedon yliopiston tutkijan Victor Quesadan mukaan nämä ominaisuudet voivat olla yksi meduusan poikkeuksellisen nuorentumiskyvyn selityksistä. Vielä ei kuitenkaan tiedetä, voitaisiinko samoja mekanismeja hyödyntää ihmisillä.
Miglietta on puolestaan tutkinut, mitkä geenit aktivoituvat meduusan palautuessa nuorempaan kehitysvaiheeseen.
Vuosina 2019 ja 2021 julkaistuissa tutkimuksissa havaittiin, että prosessin aikana voimistuu muun muassa DNA:n korjaamiseen ja telomeerien ylläpitoon liittyvien geenien toiminta. Alustavissa tuloksissa on löytynyt myös yhtäläisyyksiä ihmisen pitkäikäisyyteen yhdistettyihin geeneihin.
Miglietta selvittää nyt yhdessä Koldobskiyn kanssa, voitaisiinko vastaavia biologisia prosesseja joskus käynnistää myös ihmisen soluissa.
Kuolematonkin eläin on haavoittuva
Migliettan mukaan meduusan poikkeuksellinen selviytymiskyky voi olla yksi syy siihen, miksi laji on levinnyt niin laajalle maailman meriin. Sitä tavataan Välimereltä Karibialle ja Japaniin saakka.
Vaikka meduusa saattaa vaikuttaa voittamattomalta, se on myös haavoittuva.
Migliettan mukaan osa hänen laboratoriossaan kasvatetuista yksilöistä ei näytä pystyvän nuorentumaan lainkaan. Niilläkin yksilöillä, jotka kykenevät siihen, saattaa olla lopulta jokin raja sille, kuinka monta kertaa ne voivat palautua nuorempaan kehitysvaiheeseen ennen vanhuuteen kuolemista.
Asiaa on vaikea selvittää varmasti, koska lajia on hankala kasvattaa laboratoriossa pitkiä aikoja, ja luonnossa meduusoja voivat puolestaan tappaa monet asiat.
Lääketieteellisten mahdollisuuksiensa lisäksi Turritopsis dohrnii herättää myös filosofisia kysymyksiä.
– On lohdullista ajatella, että luonto on löytänyt ratkaisun yhteen ihmiskunnan suurimmista ongelmista: ikääntymiseen ja kuolemaan, Miglietta sanoo.
LUE MYÖS:
Kiinalaiset yrittävät pidentää elinikää teknologialla
Linnut pelkäävät naisia enemmän kuin miehiä