多能性細胞を長期間にわたってサポートすることは、開発に不可欠な特徴です。多能性細胞は、他のすべての細胞に成長できる幹細胞です。多能性幹細胞の心臓への発生を理解することは、このプロセスを実験室で再現するのに役立ちます。
「生きた化石」と呼ばれる古代の魚は、科学者が幹細胞の基本を理解するのに役立ちました。の科学者 コペンハーゲン大学 彼らは、シーラカンス魚には幹細胞を制御し、多能性を維持するマスター遺伝子が含まれていることを発見しました。ヒトやマウスではOCT4として知られるこの遺伝子は、ヒトではシーラカンスの変異体と置き換えられることが判明した。 マウス幹細胞.
シーラカンスは「生きた化石」とも呼ばれ、約400億年前に現在の姿に進化したことから哺乳類とは分けて分類されています。手足に似たヒレを持っているため、海から陸に移行する最初の動物を模倣します。
モリー・ラウンズ助教授はこう語った。 「細胞を研究することで、いわば進化を遡ることができるのです。」
ウォラノプ・スクパランシ助教授はこう続けます。 「幹細胞の遺伝子ネットワークを制御する中心因子はシーラカンスにあります。これは、このネットワークが進化の初期段階、おそらく 400 億年前まで遡って存在していたことを示しています。」
博士号学生のエレナ・モルガンティ氏はこう語った。 「進化を遡ることの利点は、生物がより単純になることです。たとえば、それらはいくつかの必須遺伝子のコピーを多くのバージョンではなく 1 つだけ持っています。そうすれば、幹細胞にとって何が重要かを分離し、それを使ってディッシュ内で幹細胞を増殖させる方法を改善することができます。」
科学者たちは、幹細胞ネットワークがこれまで考えられていたよりもはるかに古く、絶滅した種にも見られることを発見しました。彼らはまた、進化が遺伝子ネットワークをどのように変化させて、 多能性幹細胞.
カンガルー、マウス、サメなど、40 を超える動物の幹細胞遺伝子が検査されました。動物は、進化の主要な転換点の適切な断面を表すために選ばれました。
採用された研究 人工知能 さまざまな OCT4 タンパク質の XNUMX 次元モデルを作成します。専門家らによると、タンパク質の全体構造は進化を通じて保存されてきたという。幹細胞にとって重要であることが知られているこれらのタンパク質の部分は変化しないが、互いに無関係に見えるこれらのタンパク質の種特異的な変異により方向が変化し、それが多能性をどの程度維持するかに影響を与える可能性がある。
ジョシュア・マーク・ブリックマン と, 「これは、新しいテクノロジーの出現前には不可能だった進化に関する興味深い発見です。これは賢明に考えられた進化であると見ることができます。私たちは「車のエンジン」をいじるのではなく、エンジンを移動させてドライブトレインを改善し、それが車を速くするかどうかを確認することができます。」
ジャーナルリファレンス：
- Sukparangsi、W.、Morganti、E.、Lowndes、M. 他。脊椎動物の進化的起源である OCT4/POU5 は多分化能をサポートする機能を持っています。 Nat Commun 13、5537（2022）。 DOI： 10.1038 / s41467-022-32481-z
