Il supporto delle cellule pluripotenti nel tempo è una caratteristica essenziale dello sviluppo. Le cellule pluripotenti sono cellule staminali che possono svilupparsi in tutte le altre cellule. Comprendere lo sviluppo delle cellule staminali pluripotenti nel cuore può aiutare a replicare questo processo in laboratorio.
Un antico pesce chiamato "fossile vivente" ha aiutato gli scienziati a comprendere le basi delle cellule staminali. Gli scienziati del Università di Copenaghen hanno scoperto che il pesce celacanto contiene il gene principale che regola le cellule staminali e mantiene la pluripotenza. Si è scoperto che questo gene, noto come OCT4 negli esseri umani e nei topi, è sostituibile con una variante del celacanto cellule staminali di topo.
Il celacanto è stato definito un “fossile vivente” ed è classificato separatamente dai mammiferi perché si è evoluto nella sua forma attuale circa 400 milioni di anni fa. Imita i primi animali che passano dal mare alla terra perché possiede pinne che ricordano gli arti.
La professoressa assistente Molly Lowndes ha detto: “Studiando le sue cellule, si può tornare indietro nell’evoluzione, per così dire”.
Il professore assistente Woranop Sukparangsi continua: “Il fattore centrale che controlla la rete genetica nelle cellule staminali si trova nel celacanto. Ciò dimostra che la rete esisteva nelle prime fasi dell’evoluzione, potenzialmente già 400 milioni di anni fa”.
Dottorato di ricerca la studentessa Elena Morganti ha detto, “La bellezza di tornare indietro nell’evoluzione è che gli organismi diventano più semplici. Ad esempio, hanno solo una copia di alcuni geni essenziali invece di molte versioni. In questo modo, puoi separare ciò che è importante per le cellule staminali e usarlo per migliorare il modo in cui coltivi le cellule staminali in una piastra”.
Gli scienziati hanno scoperto che la rete di cellule staminali è molto più antica di quanto si credesse in precedenza e può essere trovata in specie estinte. Hanno anche scoperto come l'evoluzione abbia modificato la rete genetica per abilitarla cellule staminali pluripotenti.
Sono stati esaminati oltre 40 geni di cellule staminali animali: canguri, topi e squali. Gli animali sono stati scelti per rappresentare un buon spaccato delle principali svolte evolutive.
Lo studio impiegato intelligenza artificiale per creare modelli tridimensionali delle varie proteine OCT4. Secondo gli esperti, la struttura complessiva della proteina si è preservata durante tutta l'evoluzione. Mentre le parti di queste proteine note per essere cruciali per le cellule staminali non cambiano, le variazioni specie-specifiche di queste proteine che sembrano non correlate tra loro cambiano il loro orientamento, il che può incidere sulla capacità con cui mantengono la pluripotenza.
JoshuaMark Brickman disse, “Si tratta di una scoperta affascinante sull’evoluzione che non sarebbe stata possibile prima dell’avvento delle nuove tecnologie. Puoi vederlo come un'evoluzione del pensiero intelligente, non armeggiamo con il "motore dell'auto", ma possiamo spostare il motore e migliorare la trasmissione per vedere se fa andare l'auto più veloce.
Riferimento della Gazzetta:
- Sukparangsi, W., Morganti, E., Lowndes, M. et al. L'origine evolutiva delle funzioni vertebrati OCT4/POU5 nel supportare la pluripotenza. Nat Comun 13, 5537 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-32481-z
