시간이 지남에 따라 다능성 세포를 지원하는 것은 발달의 필수적인 특징입니다. 다능성 세포는 다른 모든 세포로 발달할 수 있는 줄기세포입니다. 다능성 줄기 세포가 심장으로 발달하는 과정을 이해하면 이 과정을 실험실에서 재현하는 데 도움이 될 수 있습니다.
'살아있는 화석'으로 불리는 고대 물고기는 과학자들이 줄기세포의 기본을 이해하는 데 도움을 주었습니다. 과학자들은 코펜하겐 대학 실러캔스 물고기에 줄기세포를 조절하고 다능성을 유지하는 마스터 유전자가 포함되어 있다는 사실을 발견했습니다. 인간과 생쥐에서 OCT4로 알려진 이 유전자는 실러캔스 변종으로 대체 가능한 것으로 밝혀졌습니다. 쥐줄기세포.
실러캔스는 '살아있는 화석'으로 불리며, 약 400억년 전 현재의 형태로 진화했다는 점에서 포유류와는 별도로 분류된다. 팔다리와 비슷한 지느러미를 가지고 있기 때문에 바다에서 육지로 이동한 최초의 동물을 모방합니다.
Molly Lowndes 조교수는 이렇게 말했습니다. “세포를 연구하면 말하자면 진화 과정으로 돌아갈 수 있습니다.”
Woranop Sukparangsi 조교수는 계속해서 다음과 같이 말합니다. “줄기세포의 유전자 네트워크를 제어하는 핵심 요소는 실러캔스에서 발견됩니다. 이는 네트워크가 진화 초기, 잠재적으로 400억년 전까지 존재했다는 것을 보여줍니다.”
박사. 학생 Elena Morganti는 이렇게 말했습니다. “진화에서 과거로 돌아가는 것의 아름다움은 유기체가 더 단순해진다는 것입니다. 예를 들어, 그들은 여러 버전이 아닌 일부 필수 유전자의 복사본을 하나만 가지고 있습니다. 그렇게 하면 줄기 세포에 중요한 것이 무엇인지 분리하고 이를 사용하여 접시에서 줄기 세포를 성장시키는 방법을 개선할 수 있습니다.”
과학자들은 줄기세포 네트워크가 이전에 믿어졌던 것보다 훨씬 오래되었으며 멸종된 종에서도 발견될 수 있음을 발견했습니다. 그들은 또한 진화가 어떻게 유전자 네트워크를 변화시켜 다음을 가능하게 하는지도 발견했습니다. 다능성 줄기 세포.
캥거루, 생쥐, 상어 등 40개 이상의 동물 줄기세포 유전자를 검사했습니다. 주요 진화 전환점의 좋은 단면을 대표하도록 동물을 선택했습니다.
채용된 연구 인공 지능 다양한 OCT4 단백질의 XNUMX차원 모델을 생성합니다. 전문가들에 따르면, 단백질의 전체 구조는 진화 과정 내내 보존되어 왔습니다. 줄기 세포에 중요한 것으로 알려진 이러한 단백질의 부분은 변하지 않지만, 서로 관련이 없는 것처럼 보이는 이러한 단백질의 종별 변이는 방향을 변경하여 다능성을 얼마나 잘 유지하는지에 영향을 줄 수 있습니다.
조슈아 마크 브릭먼 말했다, “이것은 새로운 기술이 출현하기 전에는 불가능했던 진화에 대한 흥미로운 발견입니다. 영리하게 생각하면 진화라고 볼 수 있습니다. 우리는 '자동차의 엔진'에 손을 대는 것이 아니라 엔진을 움직이고 구동렬을 개선하여 자동차가 더 빨리 움직이는지 확인할 수 있습니다.”
저널 참조 :
- Sukparangsi, W., Morganti, E., Lowndes, M. et al. 척추동물 OCT4/POU5의 진화적 기원은 다능성을 지원하는 기능을 합니다. Nat Commun 13, 5537(2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-32481-z
