Pluripotenttien solujen tukeminen ajan myötä on kehityksen olennainen piirre. Pluripotentit solut ovat kantasoluja, jotka voivat kehittyä kaikkiin muihin soluihin. Pluripotenttien kantasolujen kehittymisen ymmärtäminen sydämeksi voi auttaa toistamaan tämän prosessin laboratoriossa.
Muinainen kala, jota kutsutaan "eläväksi fossiiliksi", on auttanut tutkijoita ymmärtämään kantasolujen perusasiat. Tiedemiehet osoitteessa University of Copenhagen ovat havainneet, että coelacanth-kala sisältää päägeenin, joka säätelee kantasoluja ja ylläpitää pluripotenssia. Tämän geenin, joka tunnetaan nimellä OCT4 ihmisillä ja hiirillä, havaittiin olevan korvattavissa coelakanttivariantilla hiiren kantasolut.
Koelakanttia on kutsuttu "eläväksi fossiiliksi" ja se luokitellaan erillään nisäkkäistä, koska se kehittyi nykyiseen muotoonsa noin 400 miljoonaa vuotta sitten. Se jäljittelee ensimmäisiä eläimiä, jotka siirtyvät merestä maalle, koska sillä on raajoja muistuttavat evät.
Apulaisprofessori Molly Lowndes sanoi: "Tutkimalla sen soluja voit palata evoluutioon niin sanoaksemme."
Apulaisprofessori Woranop Sukparangsi jatkaa: ”Kantasolujen geeniverkostoa säätelevä keskeinen tekijä löytyy coelakantista. Tämä osoittaa, että verkosto oli olemassa evoluution alkuvaiheessa, mahdollisesti jopa 400 miljoonaa vuotta sitten.
Ph.D. opiskelija Elena Morganti sanoi, ”Evoluutiossa taaksepäin siirtymisen kauneus on, että organismit yksinkertaistuvat. Heillä on esimerkiksi vain yksi kopio joistakin olennaisista geeneistä useiden versioiden sijaan. Näin voit erottaa kantasoluille tärkeät asiat ja käyttää sitä parantamaan kantasolujen kasvattamista astiassa.
Tutkijat havaitsivat, että kantasoluverkosto on paljon vanhempi kuin aiemmin uskottiin ja että sitä löytyy sukupuuttoon kuolleista lajeista. He myös havaitsivat, kuinka evoluutio muutti geeniverkostoa mahdollistamaan pluripotentit kantasolut.
Yli 40 eläimen kantasolugeeniä tutkittiin: kengurut, hiiret ja hait. Eläimet valittiin edustamaan hyvää poikkileikkausta tärkeimmistä evoluution käännekohdista.
Tutkimus työllisti tekoäly luoda kolmiulotteisia malleja eri OCT4-proteiineista. Asiantuntijoiden mukaan proteiinin yleinen rakenne on säilynyt koko evoluution ajan. Vaikka näiden proteiinien osat, joiden tiedetään olevan tärkeitä kantasoluille, eivät muutu, näiden proteiinien lajispesifiset vaihtelut, jotka eivät näytä olevan yhteydessä toisiinsa, muuttavat suuntautumistaan, mikä voi vaikuttaa siihen, kuinka hyvin ne ylläpitävät pluripotenssia.
Joshua Mark Brickman sanoi, ”Tämä on kiehtova havainto evoluutiosta, joka ei olisi ollut mahdollista ennen uusien teknologioiden tuloa. Voit nähdä sen evoluutiona, kun ajattelemme näppärästi, me emme puuhaile "auton moottorin" kanssa, mutta voimme liikuttaa moottoria ja parantaa voimansiirtoa nähdäksemme, saako se auton kulkemaan nopeammin.
Lehden viite:
- Sukparangsi, W., Morganti, E., Lowndes, M. et ai. Selkärankaisten OCT4/POU5:n evoluution alkuperä toimii pluripotenssin tukena. Nat Commun 13, 5537 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-32481-z
