The evolution of regeneration: Adaptive or inherent?

Goss, Richard J.

doi:10.1016/s0022-5193(05)80704-0

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“…The distribution of regenerative capabilities appears to be less related to phylogeny or the level of complexity of taxa [3] than to individual histogenetic and morphogenetic plasticity [1,2]. According to some authorities [3][4][5], regenerative potential is an intrinsic characteristic of life, although it can be lost when their costs are higher than their benefits.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Visceral regeneration in the crinoid Antedon mediterranea: basic mechanisms, tissues and cells involved in gut regrowth

et al. 2006

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Abstract:Crinoids are able to regenerate completely many body parts, namely arms, pinnules, cirri, and also viscera, including the whole gut, lost after self-induced or traumatic mutilations. In contrast to the regenerative processes related to external appendages, those related to internal organs have been poorly investigated. In order to provide a comprehensive view of these processes, and of their main events, timing and mechanisms, the present work is exploring visceral regeneration in the feather star Antedon meditteranea. The histological and cellular aspects of visceral regeneration were monitored at predetermined times (from 24 hours to 3 weeks post evisceration) using microscopy and immunocytochemistry. The overall regeneration process can be divided into three main phases, leading in 3 weeks to the reconstruction of a complete functional gut. After a brief wound healing phase, new tissues and organs develop as a result of extensive cell migration and transdifferentiation. The cells involved in these processes are mainly coelothelial cells, which after trans-differentiating into progenitor cells form clusters of enterocytic precursors. The advanced phase is then characterized by the growth and differentiation of the gut rudiment. In general, our results confirm the striking potential for repair (wound healing) and regeneration displayed by crinoids at the organ, tissue and cellular levels.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Visceral regeneration in the crinoid Antedon mediterranea: basic mechanisms, tissues and cells involved in gut regrowth

et al. 2006

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“…Many other, more recent losses of regeneration have also occurred, for example, among annelids, arthropods, planarians, fishes, and lizards (2)(3)(4)(5)(6). Despite longstanding interest in the process of animal regeneration (7,8), over a century of speculation on the root causes of variation in this feature (1,4,9), and recent advances in understanding its developmental and molecular basis (10,11), we still know little about the evolutionary and developmental processes involved in regeneration loss.…”

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confidence: 99%

Latent regeneration abilities persist following recent evolutionary loss in asexual annelids

Bely

Sikes

2009

Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

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Regeneration abilities have been repeatedly lost in many animal phyla. However, because regeneration research has focused almost exclusively on highly regenerative taxa or on comparisons between regenerating and nonregenerating taxa that are deeply diverged, virtually nothing is known about how regeneration loss occurs. Here, we show that, following a recent evolutionary loss of regeneration, regenerative abilities can remain latent and still be elicited. Using comparative regeneration experiments and a molecular phylogeny, we show that ancestral head regeneration abilities have been lost three times among naidine annelids, a group of small aquatic worms that typically reproduce asexually by fission. In all three lineages incapable of head regeneration, worms consistently seal the wound but fail to progress to the first stage of tissue replacement. However, despite this coarse-level convergence in regeneration loss, further investigation of two of these lineages reveals marked differences in how much of the regeneration machinery has been abolished. Most notably, in a species representing one of these two lineages, but not in a representative of the other, amputation within a narrow proliferative region that forms during fission can still elicit regeneration of an essentially normal head. Thus, the presence at the wound site of elements characteristic of actively growing tissues, such as activated stem cells or growth factors, may permit blocks to regeneration to be circumvented, allowing latent regeneration abilities to be manifested. regeneration loss | Annelida | asexual reproduction | evolution

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“…Le phénomène de régénération des appendices correspond-t-il à plusieurs émergences au cours de l'évolution ou bien à un processus ancestral qui a été perdu dans certains phylums ? S'il correspond à un mécanisme ancestral, ce qui est le plus probable [5], la comparaison des circuits moléculaires impliqués dans le recrutement de cellules de réserve doit permettre de comprendre pourquoi cette faculté est perdue dans certains phylums, en particulier chez les mammifères [6]. Chez certaines espèces, la capacité de régénérer décroît avec le développement de l'individu pour disparaître complètement chez l'adulte.…”

Section: Régénération Des Appendices Phylogénie Et Ontogénieunclassified

La régénération des appendices chez les vertébrés : un modèle expérimental ancien pour étudier les cellules souches chez l’adulte

Tawk¹,

Vriz

2003

Med Sci (Paris)

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La régénération correspond à la reconstitution, morphologique et fonctionnelle, d'une partie vivante qui a été détruite (➜). Chez la plupart des vertébrés adultes, la capacité de régénérer est limitée à quelques tissus, comme par exemple le foie, la peau, les os et les muscles squelettiques. Il est toutefois possible d'observer la régé-nération des appendices (pattes, queue, nageoire, etc.) chez certains amphibiens et poissons. Cette régénération s'accompagne d'une restauration complète de la forme, de la segmentation et des fonctions de la portion amputée. Ce phénomène implique un renouvellement coordonné de nombreux types cellulaires à partir d'un petit pool de cellules. Concernant l'origine des cellules qui vont participer à la régénération, les hypothèses et la nomenclature ont varié. Il peut s'agir aussi bien de cellules souches indifférenciées, recrutées dans le moignon et migrant vers l'épiderme de cicatrisation, que de cellules différenciées subissant une étape de dédifférenciation accompagnée d'un retour à la prolifé-ration. Ce sont surtout les travaux fondés sur la seconde hypothèse qui en ont démontré définitivement l'existence [1,2]. Pour désigner l'ensemble des cellules qui vont être mobilisées au cours de la régénération, nous utiliserons ici le terme de cellules de réserve qui paraît le plus commode, même s'il a parfois servi à désigner soit les cellules indifférenciées, soit les cellules subissant une dédiffé-renciation, soit les deux. Régénération des appendices, phylogénie et ontogénieEn 1768, L. Spallanzani, qui le premier observa la régé-nération des pattes chez les salamandres, s'interrogeait déjà sur le fait que ce phénomène soit restreint à certaines espèces [3]. Le phénomène de régénération est MEDECINE/SCIENCES 2003 ; 19 : 465-71 REVUES MINI-SYNTHÈSE > La recherche sur les cellules souches laisse entrevoir d'extraordinaires possibilités de traitement des maladies dégénératives. En effet, la capacité de pouvoir dériver des cellules totipotentes à partir d'embryons humains donne la possibilité de dévelop-per une médecine régénérative, mais pose également le problème du statut de l'embryon qui, dans ce cas, est considéré comme matériel thérapeutique. Une alternative à l'utilisation des cellules souches embryonnaires humaines est l'utilisation de cellules souches prélevées chez l'adulte. Mais, dans un cas comme dans l'autre, nos connaissances sur les cellules totipotentes ou pluripotentes sont insuffisantes et de nombreuses questions doivent être résolues avant que l'on ne maîtrise la sélection et la différen-ciation de ces cellules dans un type cellulaire donné. Quelles sont les caractéristiques moléculaires d'une cellule souche adulte? Quels sont les mécanismes sous-jacents à la re-programmation d'une cellule? Quels sont les signaux qui contrôlent la multiplication et la différenciation des cellules souches? Un travail de recherche fondamentale est nécessaire pour éclaircir ces différents points. Dans ce contexte, la régénération des appendices chez les vertébrés offre un terrain d'inve...

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The evolution of regeneration: Adaptive or inherent?

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Visceral regeneration in the crinoid Antedon mediterranea: basic mechanisms, tissues and cells involved in gut regrowth

Visceral regeneration in the crinoid Antedon mediterranea: basic mechanisms, tissues and cells involved in gut regrowth

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La régénération des appendices chez les vertébrés : un modèle expérimental ancien pour étudier les cellules souches chez l’adulte

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