پشتیبانی از سلول های پرتوان در طول زمان یکی از ویژگی های اساسی توسعه است. سلول های پرتوان سلول های بنیادی هستند که می توانند به تمام سلول های دیگر تبدیل شوند. درک رشد سلول های بنیادی پرتوان در قلب می تواند به تکرار این فرآیند در آزمایشگاه کمک کند.
یک ماهی باستانی به نام "فسیل زنده" به دانشمندان کمک کرده است تا اصول اولیه سلول های بنیادی را درک کنند. دانشمندان در دانشگاه کپنهاگ کشف کرده اند که ماهی کولاکانت حاوی ژن اصلی است که سلول های بنیادی را تنظیم می کند و پرتوانی را حفظ می کند. این ژن که در انسان و موش به نام OCT4 شناخته می‌شود، قابل جایگزینی با یک نوع کولاکانت است. سلول های بنیادی موش.
کولاکانت به عنوان "فسیل زنده" نامیده می شود و به دلیل اینکه حدود 400 میلیون سال پیش به شکل فعلی خود تکامل یافته است، جدا از پستانداران طبقه بندی می شود. این جانور از اولین حیواناتی که از دریا به خشکی منتقل شدند تقلید می کند زیرا باله هایی شبیه اندام دارد.
استادیار مولی لوندز گفت: با مطالعه سلول‌های آن، می‌توانید به اصطلاح به تکامل برگردید.»
استادیار Woranop Sukparangsi ادامه می دهد: فاکتور مرکزی کنترل کننده شبکه ژن در سلول های بنیادی در کولاکانت یافت می شود. این نشان می‌دهد که این شبکه در اوایل تکامل، به طور بالقوه در ۴۰۰ میلیون سال پیش وجود داشته است.
Ph.D. دانش آموز النا مورگانتی گفت: زیبایی حرکت به عقب در تکامل این است که موجودات زنده ساده تر می شوند. به عنوان مثال، آنها به جای نسخه های متعدد، تنها یک نسخه از برخی ژن های ضروری دارند. به این ترتیب، می‌توانید آنچه را که برای سلول‌های بنیادی مهم است جدا کنید و از آن برای بهبود نحوه رشد سلول‌های بنیادی در ظرف استفاده کنید.»
دانشمندان کشف کردند که شبکه سلول های بنیادی بسیار قدیمی تر از آن چیزی است که قبلاً تصور می شد و می توان آن را در گونه های منقرض شده یافت. آنها همچنین کشف کردند که چگونه تکامل شبکه ژنی را برای فعال کردن تغییر داد سلول های بنیادی پرتوان.
بیش از 40 ژن سلول های بنیادی حیوانی مورد بررسی قرار گرفتند: کانگورو، موش و کوسه. حیوانات برای نشان دادن مقطع خوبی از نقاط عطف اصلی تکامل انتخاب شدند.
مطالعه به کار گرفته شد هوش مصنوعی برای ایجاد مدل های سه بعدی از پروتئین های مختلف OCT4. به گفته کارشناسان، ساختار کلی پروتئین در طول تکامل حفظ شده است. در حالی که بخش‌هایی از این پروتئین‌ها که برای سلول‌های بنیادی حیاتی هستند تغییر نمی‌کنند، تغییرات خاص گونه‌ای در این پروتئین‌ها که به نظر غیرمرتبط با یکدیگر به نظر می‌رسند، جهت‌گیری آنها را تغییر می‌دهند، که ممکن است بر میزان حفظ پرتوانی تأثیر بگذارد.
جاشوا مارک بریکمن گفت:, "این یک یافته شگفت انگیز در مورد تکامل است که قبل از ظهور فناوری های جدید ممکن نبود. شما می‌توانید آن را به‌عنوان تفکر تکاملی ببینید، ما با «موتور داخل خودرو» دستکاری نمی‌کنیم، اما می‌توانیم موتور را به اطراف حرکت دهیم و قطار محرکه را بهبود ببخشیم تا ببینیم آیا باعث می‌شود خودرو سریع‌تر حرکت کند یا خیر.
مرجع مجله:
- Sukparangsi، W.، Morganti، E.، Lowndes، M. و همکاران. منشا تکاملی مهره‌داران OCT4/POU5 در حمایت از پرتوانی عمل می‌کند. Nat Commun 13، 5537 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-32481-Z
