Publication

Species-specific oxygen sensing governs the initiation of vertebrate limb regeneration

2024

Résumé

Why mammals cannot regenerate limbs, unlike amphibians, presents a longstanding puzzle in biology. We show that exposing ex vivo amputated embryonic mouse limbs to subatmospheric oxygen environment, or stabilizing oxygen-sensitive HIF1A enables not only rapid wound healing, but alters cellular mechanics, and reshapes the histone landscape to prime regenerative fates. Conversely, regenerative Xenopus tadpole limbs display low oxygen-sensing capacity, robust wound healing, a regenerative histone landscape, and glycolytic programs even under high oxygen. This reduced oxygen-sensing capacity, in stark contrast to mammals, associates with decreased HIF1A-regulating gene expressions. Our findings thus uncover species-specific oxygen sensing as a unifying mechanism for limb regeneration initiation across vertebrates, reveal how aquatic subatmospheric habitats may enhance regenerative capabilities, and identify targetable barriers to unlock latent limb regenerative programs in adult mammals.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/bbcba195-1dac-4f5b-9468-dcdd13d138c9

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Concepts associés (32)

Régénération

La régénération, dite aussi parfois régénérescence, est la faculté d'une entité vivante (génome, cellule, organe, organisme, superorganisme, écosystème) à se reconstituer après destruction d'une partie de cette entité. La régénération peut concerner des cellules, des organes ou des parties fonctionnelles de certains êtres vivants, comme (dans une certaine mesure) le foie chez la plupart des vertébrés, dont l'homme. des organismes animaux, végétaux, fongiques ou microbiens.

Membre chiridien

vignette|redresse=1.5|Homologie entre la structure de l'endosquelette ichtyen (pterygium) des poissons à membres charnus et celui de l'endosquelette chiridien (chiridium) des premiers tétrapodes : A, B, C possèdent dans leurs nageoires charnues à rayons dermiques, des os comparables à ceux du bras, et de l'avant-bras des futurs vertébrés terrestres ; D (Tiktaalik) possède un poignet ; les nageoires charnues sans rayons dermiques et avec des doigts d'Acanthostega (E), d'Ichthyostega (F) et Tulerpeton (G) sont des membres chiridiens.

Épigénétique

L'épigénétique (mot-valise de épigenèse et génétique) est la discipline de la biologie qui étudie la nature des mécanismes modifiant de manière réversible, transmissible (lors des divisions cellulaires) et adaptative l'expression des gènes sans en changer la séquence nucléotidique (ADN). Alors que la génétique correspond à l’étude des gènes, l’épigénétique s’intéresse à une « couche » d’informations complémentaires qui définit comment ces gènes sont susceptibles d'être utilisés par une cellule.

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Structural and functional differences in the long non-coding RNA hotair in mouse and human