_ Genele animalelor antice rudele obișnuiau să crească un șoarece: Studiul dezvăluie istoria ascunsă a celulelor stem

O echipă internațională de cercetători a atins o etapă fără precedent: crearea de celule stem de șoarece capabile să genereze un șoarece complet dezvoltat folosind instrumente genetice dintr-un organism unicelular, cu care împărtășim un strămoș comun care precede animalele.

Această descoperire ne remodelează înțelegerea originilor genetice ale celulelor stem, oferind o nouă perspectivă asupra legăturilor evolutive dintre animale și vechile lor unicelulare. rudele. Cercetarea este publicată în revista Nature Communications.

Într-un experiment care sună a ficțiune științifico-fantastică, dr. Alex de Mendoza de la Universitatea Queen Mary din Londra a colaborat cu cercetători de la Universitatea din Hong Kong pentru a utiliza o genă găsite în coanoflagelați, un organism unicelular înrudit cu animalele, pentru a crea celule stem pe care apoi le-au folosit pentru a da naștere unui șoarece viu, care respira.

Coanoflagelații sunt rudele vii cele mai apropiate ale animalelor și genomul acestora. conțin versiuni ale genelor Sox și POU, cunoscute pentru că stimulează pluripotența - potențialul celular de a se dezvolta în orice tip de celulă - în celulele stem de mamifere. Această descoperire neașteptată provoacă credința de lungă durată că aceste gene au evoluat exclusiv în interiorul animalelor.

„Prin crearea cu succes a unui șoarece folosind instrumente moleculare derivate de la rudele noastre unicelulare, asistăm la o continuitate extraordinară a funcției în aproape un miliard de ani de evoluție”, a spus dr. de Mendoza. „Studiul sugerează că genele cheie implicate în formarea celulelor stem ar putea să fi apărut mult mai devreme decât celulele stem în sine, contribuind probabil la deschiderea drumului către viața multicelulară pe care o vedem astăzi.”

Premiul Nobel 2012 pentru Shinya. Yamanaka a demonstrat că este posibil să se obțină celule stem din celule „diferențiate” doar prin exprimarea a patru factori, inclusiv o genă Sox (Sox2) și o genă POU (Oct4). În această nouă cercetare, printr-un set de experimente efectuate în colaborare cu laboratorul Dr. Ralf Jauch de la Universitatea din Hong Kong/Centrul de Biologie a Celulelor Stem Translaționale, echipa a introdus gene Sox coanoflagelate în celulele de șoarece, înlocuind gena nativă Sox2, realizând reprogramarea. spre starea celulelor stem pluripotente.

Pentru a valida eficacitatea acestor celule reprogramate, acestea au fost injectate într-un embrion de șoarece în curs de dezvoltare. Șoarecele himeric rezultat a afișat trăsături fizice atât de la embrionul donator, cât și de la celulele stem induse de laborator, cum ar fi pete de blană neagră și ochi întunecați, confirmând faptul că aceste gene antice au jucat un rol crucial în a face celulele stem compatibile cu dezvoltarea animalului.

Studiul urmărește modul în care versiunile timpurii ale proteinelor Sox și POU, care leagă ADN-ul și reglează alte gene, au fost folosite de strămoșii unicelulari pentru funcții care mai târziu vor deveni parte integrantă a formării celulelor stem și dezvoltării animalelor. „Coanoflagelatele nu au celule stem, sunt organisme unicelulare, dar au aceste gene, care pot controla procesele celulare de bază pe care animalele multicelulare probabil le-au reutilizat ulterior pentru a construi corpuri complexe”, a explicat dr. de Mendoza.

Această perspectivă nouă subliniază versatilitatea evolutivă a instrumentelor genetice și oferă o privire asupra modului în care formele de viață timpurii ar fi putut valorifica mecanisme similare pentru a determina specializarea celulară, cu mult înainte de apariția adevăratelor organisme multicelulare și asupra importanței reciclării în evoluție. .

Această descoperire are implicații dincolo de biologia evoluționistă, putând informa noi progrese în medicina regenerativă. Prin aprofundarea înțelegerii noastre despre modul în care a evoluat mașinile pentru celule stem, oamenii de știință pot identifica noi modalități de optimizare a terapiilor cu celule stem și de a îmbunătăți tehnicile de reprogramare a celulelor pentru tratarea bolilor sau repararea țesutului deteriorat.

„Studiarea rădăcinilor antice ale acestor instrumente genetice ne permite să inovăm cu o perspectivă mai clară a modului în care mecanismele de pluripotență pot fi modificate sau optimizate”, a spus dr. Jauch, menționând că progresele ar putea apărea din experimentarea cu versiuni sintetice ale aceste gene care ar putea funcționa chiar mai bine decât genele animalelor native în anumite contexte.

(Fluierul)