В ходе новаторского эксперимента биологам удалось совершить прорыв: они создали химерную мышь, в клетках которой присутствует ген, унаследованный от одноклеточных организмов — древнейших предков всех многоклеточных животных. Это достижение не только бросает вызов устоявшимся представлениям об эволюции, но и открывает захватывающие перспективы для регенеративной медицины будущего.
Роль хоанофлагеллят в эволюции стволовых клеток
Долгое время научное сообщество полагало, что уникальная способность к плюрипотентности — то есть превращению в клетки любого типа — является исключительной прерогативой животных. Однако последние исследования перевернули эту парадигму. Оказалось, что хоанофлагелляты, одноклеточные микроорганизмы, считающиеся нашими ближайшими одноклеточными предками, также несут в себе гены Sox и POU. Эти генетические последовательности играют ключевую роль в формировании и функционировании стволовых клеток у сложных организмов.
Обнаружение этих генов у столь примитивных форм жизни указывает на то, что фундаментальные механизмы клеточной пластичности зародились в глубокой древности, задолго до появления первых многоклеточных существ. Это открытие заставляет нас полностью пересмотреть эволюционную историю стволовых клеток и предлагает новые гипотезы о происхождении плюрипотентности — краеугольного камня в развитии сложных организмов.
Древние гены для переосмысления современной биологии
Чтобы глубже изучить роль этих древних генов, ученые предприняли смелый шаг. Они внедрили ген Sox, взятый у хоанофлагеллят, в клетки лабораторной мыши, фактически заменив им родной ген Sox2, который критически важен для образования стволовых клеток у млекопитающих. Удивительно, но эта замена позволила успешно генерировать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) из мышиных клеток.
Когда эти модифицированные стволовые клетки были имплантированы в развивающиеся эмбрионы мышей, на свет появилась химера — уникальное животное, чье тело состоит из клеток разного генетического происхождения. Иными словами, была создана живая и полностью функциональная мышь, сочетающая в себе генетические черты двух эволюционно далеких организмов.
Обратите внимание: Экспериментальная вакцина против рака кожи была на 100% эффективна при тестировании на мышах.
Часть клеток ее организма несла в себе ген хоанофлагелляты, в то время как остальные были обычными мышиными. У химеры проявились видимые отличительные признаки, такие как пятнистая шерсть и черные глаза, что наглядно демонстрирует влияние древних генов на процессы развития. Поразительно, что гены, возникшие сотни миллионов лет назад в одноклеточных организмах, сохранили свою функциональность в столь сложной системе.Таким образом, эксперимент служит не просто подтверждением наличия этих генов у предков, но и живой иллюстрацией их эволюционной преемственности. Он показывает, как генетические механизмы, отточенные в простейших формах жизни, продолжают влиять на клеточные процессы у высокоорганизованных существ, таких как млекопитающие.
Глубокие последствия для медицины
Это открытие, подробно описанное в журнале Nature Communications, прокладывает путь для значительных достижений в регенеративной медицине. Плюрипотентные стволовые клетки, способные превращаться в любой тип клеток организма, являются мощным инструментом для лечения нейродегенеративных заболеваний, восстановления поврежденных тканей и даже регенерации целых органов. Понимание эволюционных корней механизмов, управляющих плюрипотентностью, может революционизировать методы работы с этими клетками.
Ученые полагают, что данное исследование может стать основой для разработки новых, более эффективных методов клеточного перепрограммирования. Использование древних, «отточенных» эволюцией генов от одноклеточных организмов может позволить создать усовершенствованные протоколы для индукции плюрипотентности и стимуляции регенерации. В перспективе эти наработки могут трансформироваться из экспериментальных методик в доступные клинические решения, открывая новые горизонты в восстановлении тканей, биоинженерии органов и терапии тяжелых заболеваний.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.