התמיכה של תאים פלוריפוטנטיים לאורך זמן היא תכונה חיונית של פיתוח. תאים פלוריפוטנטיים הם תאי גזע שיכולים להתפתח לכל שאר התאים. הבנת ההתפתחות של תאי גזע פלוריפוטנטיים ללב יכולה לעזור לשכפל תהליך זה במעבדה.
דג עתיק שנקרא 'מאובן חי' עזר למדענים להבין את היסודות של תאי גזע. מדענים ב- אוניברסיטת קופנהגן גילו שדג הקואלקאנט מכיל את הגן הראשי המווסת את תאי הגזע ושומר על פלוריפוטנטיות. גן זה, המכונה OCT4 בבני אדם ועכברים, נמצא שניתן להחלפה עם וריאנט של coelacanth ב תאי גזע של עכברים.
הקולקנת כונה "מאובן חי" והוא מסווג בנפרד מיונקים בשל העובדה שהוא התפתח לצורתו הנוכחית לפני כ-400 מיליון שנה. הוא מחקה את החיות הראשונות שעברו מהים ליבשה מכיוון שיש לו סנפירים הדומים לגפיים.
עוזר פרופסור מולי לאונדס אמר, "על ידי לימוד התאים שלו, אתה יכול לחזור לאבולוציה, כביכול."
עוזר פרופסור ווראנופ סוקפרנגסי ממשיך: "הגורם המרכזי השולט על רשת הגנים בתאי גזע נמצא ב-coelacant. זה מראה שהרשת הייתה קיימת בשלב מוקדם באבולוציה, אולי כבר לפני 400 מיליון שנה".
דוקטורט. הסטודנטית אלנה מורגנטי אמרה, "היופי בלחזור לאבולוציה הוא שהאורגניזמים הופכים פשוטים יותר. לדוגמה, יש להם רק עותק אחד של כמה גנים חיוניים במקום גרסאות רבות. כך תוכלו להפריד בין מה שחשוב לתאי גזע ולהשתמש בזה כדי לשפר את האופן שבו אתם מגדלים תאי גזע בצלחת".
מדענים גילו שרשת תאי הגזע עתיקה בהרבה ממה שהאמינו בעבר וניתן למצוא אותה במינים שנכחדו. הם גם גילו כיצד האבולוציה שינתה את רשת הגנים כדי לאפשר תאי גזע פלוריפוטנטיים.
יותר מ-40 גנים של תאי גזע של בעלי חיים נבדקו: קנגורו, עכברים וכרישים. החיות נבחרו לייצג חתך טוב של נקודות המפנה האבולוציוניות העיקריות.
המחקר עבד בינה מלאכותית ליצור מודלים תלת מימדיים של חלבוני OCT4 השונים. המבנה הכללי של החלבון נשמר לאורך האבולוציה, לדברי המומחים. בעוד שהחלקים של חלבונים אלה הידועים כמכריעים לתאי גזע אינם משתנים, וריאציות ספציפיות למין בחלבונים אלה, שנראים לא קשורים זה לזה, משנים את האוריינטציה שלהם, מה שעשוי להשפיע על מידת השמירה על פלוריפוטנטיות.
ג'ושוע מארק בריקמן אמר, "זהו ממצא מרתק על אבולוציה שלא הייתה אפשרית לפני הופעת הטכנולוגיות החדשות. אתה יכול לראות את זה כחשיבה חכמה של אבולוציה, אנחנו לא מתעסקים עם 'המנוע במכונית', אבל אנחנו יכולים להזיז את המנוע ולשפר את מערכת ההינע כדי לראות אם זה גורם למכונית לנסוע מהר יותר".
עיון ביומן:
- Sukparangsi, W., Morganti, E., Lowndes, M. et al. מקור אבולוציוני של OCT4/POU5 של בעלי חוליות מתפקד בתמיכה בפלוריפוטנטיות. קהילת Nat י"ב, 13 (5537). DOI: 10.1038 / s41467-022-32481-z
