การสนับสนุนเซลล์ pluripotent เมื่อเวลาผ่านไปเป็นคุณลักษณะที่สำคัญของการพัฒนา เซลล์ Pluripotent คือเซลล์ต้นกำเนิดที่สามารถพัฒนาเป็นเซลล์อื่นๆ ทั้งหมดได้ การทำความเข้าใจการพัฒนาเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent เข้าไปในหัวใจสามารถช่วยจำลองกระบวนการนี้ในห้องปฏิบัติการได้
ปลาโบราณที่เรียกว่า 'ฟอสซิลที่มีชีวิต' ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจพื้นฐานของสเต็มเซลล์ นักวิทยาศาสตร์ที่ มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกน ได้ค้นพบว่าปลาซีลาแคนท์มียีนหลักที่ควบคุมสเต็มเซลล์และรักษาความสามารถในการมีจำนวนมาก ยีนนี้เรียกว่า OCT4 ในมนุษย์และหนู พบว่าสามารถทดแทนได้ด้วยปลาซีลาแคนท์ใน เซลล์ต้นกำเนิดของหนู.
ปลาซีลาแคนท์ถูกเรียกว่า "ฟอสซิลที่มีชีวิต" และถูกจำแนกแยกจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เนื่องจากวิวัฒนาการมาเป็นรูปแบบปัจจุบันเมื่อประมาณ 400 ล้านปีก่อน มันเลียนแบบสัตว์ชนิดแรกที่เปลี่ยนจากทะเลสู่บกเพราะมีครีบที่มีลักษณะคล้ายแขนขา
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ มอลลี่ โลว์นเดส กล่าวว่า “โดยการศึกษาเซลล์ของมัน คุณสามารถย้อนกลับไปสู่วิวัฒนาการได้”
ผู้ช่วยศาสตราจารย์วรนพ สุขพะรังษี กล่าวต่อว่า “ปัจจัยหลักที่ควบคุมเครือข่ายยีนในสเต็มเซลล์พบได้ในปลาซีลาแคนท์ นี่แสดงให้เห็นว่าเครือข่ายนั้นมีอยู่ในช่วงต้นของวิวัฒนาการ ซึ่งอาจย้อนกลับไปถึง 400 ล้านปีก่อน”
ปริญญาเอก นักเรียนเอเลนา มอร์แกนติกล่าวว่า “ความงดงามของการย้อนกลับไปในวิวัฒนาการก็คือสิ่งมีชีวิตต่างๆ ง่ายขึ้น ตัวอย่างเช่น พวกมันมียีนที่จำเป็นเพียงชุดเดียว แทนที่จะมีหลายเวอร์ชัน ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถแยกสิ่งที่สำคัญสำหรับสเต็มเซลล์ และใช้สิ่งนั้นเพื่อปรับปรุงวิธีปลูกสเต็มเซลล์ในจานได้”
นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าเครือข่ายสเต็มเซลล์นั้นเก่าแก่กว่าที่เคยเชื่อกันมาก และสามารถพบได้ในสายพันธุ์ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว พวกเขายังค้นพบว่าวิวัฒนาการเปลี่ยนแปลงเครือข่ายยีนเพื่อให้สามารถเปิดใช้งานได้อย่างไร เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent.
มีการตรวจสอบยีนสเต็มเซลล์จากสัตว์มากกว่า 40 ยีน ได้แก่ จิงโจ้ หนู และฉลาม สัตว์เหล่านี้ได้รับเลือกให้เป็นตัวแทนภาพตัดขวางที่ดีของจุดเปลี่ยนสำคัญทางวิวัฒนาการ
มีการศึกษาวิจัย ปัญญาประดิษฐ์ เพื่อสร้างแบบจำลองสามมิติของโปรตีน OCT4 ต่างๆ โครงสร้างโดยรวมของโปรตีนได้รับการเก็บรักษาไว้ตลอดการวิวัฒนาการ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ แม้ว่าส่วนของโปรตีนเหล่านี้ที่ทราบกันว่ามีความสำคัญต่อเซลล์ต้นกำเนิดจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่ความแปรผันเฉพาะสปีชีส์ของโปรตีนเหล่านี้ซึ่งปรากฏว่าไม่เกี่ยวข้องกันจะเปลี่ยนทิศทางของพวกมัน ซึ่งอาจส่งผลต่อการรักษา pluripotency ได้ดีเพียงใด
โจชัว มาร์ค บริคแมน กล่าวว่า, “นี่เป็นการค้นพบที่น่าทึ่งเกี่ยวกับวิวัฒนาการที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนที่เทคโนโลยีใหม่ๆ จะเข้ามา คุณสามารถมองว่ามันเป็นวิวัฒนาการที่คิดอย่างชาญฉลาด เราไม่ได้ปรับแต่ง 'เครื่องยนต์ในรถยนต์' แต่เราสามารถเคลื่อนย้ายเครื่องยนต์ไปรอบๆ และปรับปรุงระบบขับเคลื่อนเพื่อดูว่ามันจะทำให้รถวิ่งเร็วขึ้นหรือไม่”
การอ้างอิงวารสาร:
- สุขปารังษี, ว. วชิร, มอร์แกนติ, อี., โลว์นเดส, ม. และคณะ ต้นกำเนิดวิวัฒนาการของฟังก์ชั่น OCT4 / POU5 ของสัตว์มีกระดูกสันหลังในการรองรับ pluripotency ณัฐคอมมิชชัน 13, 5537 (2022). ดอย: 10.1038 / s41467-022-32481-z
