Podpora pluripotentnih celic skozi čas je bistvena značilnost razvoja. Pluripotentne celice so izvorne celice, ki se lahko razvijejo v vse druge celice. Razumevanje razvoja pluripotentnih izvornih celic v srce lahko pomaga ponoviti ta proces v laboratoriju.
Starodavna riba, imenovana "živi fosil", je znanstvenikom pomagala razumeti osnove izvornih celic. Znanstveniki na Univerza v Kopenhagnu so odkrili, da riba celakant vsebuje glavni gen, ki uravnava izvorne celice in ohranja pluripotenco. Ugotovljeno je bilo, da je ta gen, znan kot OCT4 pri ljudeh in miših, nadomestljiv z različico celekanta v matične celice miši.
Celakant je bil imenovan "živi fosil" in je razvrščen ločeno od sesalcev zaradi dejstva, da se je razvil v svojo sedanjo obliko pred približno 400 milijoni let. Posnema prve živali, ki so prešle iz morja na kopno, ker ima plavuti, ki spominjajo na okončine.
Docentka Molly Lowndes je dejala, "S preučevanjem njegovih celic se lahko tako rekoč vrnete v evolucijo."
Docent Woranop Sukparangsi nadaljuje: »Osrednji dejavnik, ki nadzira gensko mrežo v izvornih celicah, je v celikantu. To kaže, da je omrežje obstajalo zgodaj v evoluciji, potencialno že pred 400 milijoni let.«
dr. študentka Elena Morganti je rekla, »Lepota vračanja v evolucijo je v tem, da organizmi postanejo enostavnejši. Na primer, imajo samo eno kopijo nekaterih bistvenih genov namesto številnih različic. Na ta način lahko ločite, kaj je pomembno za matične celice, in to uporabite za izboljšanje načina gojenja izvornih celic v posodi.«
Znanstveniki so odkrili, da je mreža izvornih celic veliko starejša, kot so verjeli doslej, in jo je mogoče najti pri izumrlih vrstah. Odkrili so tudi, kako je evolucija spremenila gensko mrežo, da bi omogočila pluripotentne izvorne celice.
Preiskanih je bilo več kot 40 genov živalskih matičnih celic: kengurujev, miši in morskih psov. Živali so bile izbrane tako, da predstavljajo dober prerez glavnih evolucijskih prelomnic.
Študija zaposlenih Umetna inteligenca ustvariti tridimenzionalne modele različnih proteinov OCT4. Celotna struktura proteina se je po mnenju strokovnjakov ohranila skozi celotno evolucijo. Medtem ko se deli teh proteinov, za katere je znano, da so ključni za matične celice, ne spremenijo, pa vrstno specifične variacije teh proteinov, ki se zdijo nepovezane med seboj, spremenijo svojo usmerjenost, kar lahko vpliva na to, kako dobro ohranjajo pluripotenco.
Joshua Mark Brickman je dejal, »To je fascinantna ugotovitev o evoluciji, ki ne bi bila mogoča pred pojavom novih tehnologij. Na to lahko gledate kot na pametno evolucijsko razmišljanje, ne ukvarjamo se z 'motorjem v avtu', ampak lahko premikamo motor in izboljšamo pogonski sklop, da vidimo, ali bo zaradi tega avto šel hitreje.”
Referenca dnevnika:
- Sukparangsi, W., Morganti, E., Lowndes, M. et al. Evolucijski izvor funkcij OCT4/POU5 vretenčarjev pri podpiranju pluripotentnosti. Nat Commun 13, 5537 (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-32481-z
