В ходе революционного эксперимента ученым удалось создать химерную мышь, клетки которой содержат гены одноклеточного организма, формы жизни, предшествовавшей многоклеточным животным. Этот прорыв может изменить наше понимание эволюции стволовых клеток и открыть новые перспективы в регенеративной медицине.
Роль хоанофлагеллят в эволюции стволовых клеток
На протяжении веков ученые считали, что определенные характеристики, такие как плюрипотентные стволовые клетки (способность превращаться в клетки любого типа), уникальны для животных. Однако недавние исследования выявили неожиданный аспект эволюции: хоанофлагелляты, одноклеточные микробы, считающиеся самыми недавними предками многоклеточных животных, также обладают генами Sox и POU, которые часто связаны с образованием стволовых клеток животных.
Открытие того, что эти гены существуют в таких простых организмах, как хоанофлагелляты, предполагает, что основной клеточный механизм существовал задолго до появления многоклеточных животных. Это исследование меняет наше понимание эволюции стволовых клеток и открывает путь к новым гипотезам о происхождении плюрипотентности — ключевого явления в развитии сложных организмов.
Древние гены для переосмысления современной биологии
Для дальнейшего изучения роли этих генов в процессе плюрипотентности исследователи решили провести смелый эксперимент. Введя ген Sox хоанофлагелляты в клетки мышей, команда смогла заменить существующий ген Sox2, который необходим для генерации стволовых клеток у млекопитающих. Это перепрограммирование позволяет генерировать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) из клеток мыши.
Введя эти стволовые клетки в развивающиеся эмбрионы мышей, исследователи создали химеру — животное с генетически разными клетками. Другими словами, исследователи создали живую функциональную мышь с генетическими характеристиками обоих источников.
Обратите внимание: Экспериментальная вакцина против рака кожи была на 100% эффективна при тестировании на мышах.
Некоторые клетки ее тела произошли от генов хоанофлагеллят, тогда как другие были типичны для мышей. У химеры есть отличительные черты, такие как пятна на шерсти и черные глаза, что свидетельствует о том, что древние гены повлияли на развитие животного. Эксперимент впечатляет простотой происхождения используемых генов, которые возникли в одноклеточных организмах сотни миллионов лет назад.Таким образом, этот эксперимент не только подтверждает наличие этих генов у хоанофлагеллят, но и позволяет проследить влияние этих предковых генов на многоклеточные организмы, такие как мыши. Таким образом, исследователи подчеркивают функциональную преемственность этих механизмов на протяжении всей эволюции и демонстрируют, что предковые гены, присутствующие в простых формах жизни, таких как хоанофлагелляты, могут влиять на сложные клеточные процессы в более развитых организмах.
Глубокие последствия для медицины
Это открытие, подробности которого опубликованы в журнале , проложив путь к крупным достижениям в регенеративной медицине. Плюрипотентные стволовые клетки можно трансформировать в любой тип клеток организма и использовать для лечения различных заболеваний, включая нейродегенеративные заболевания, повреждение тканей и регенерацию органов. Понимание эволюционных корней механизмов, контролирующих плюрипотентность, может революционизировать работу этих клеток и способствовать разработке новых методов лечения.
Исследователи полагают, что это исследование может вдохновить на новые способы улучшения методов перепрограммирования клеток. Используя предковые гены, присутствующие в одноклеточных организмах, таких как хоанофлагелляты, можно разработать более эффективные методы индукции плюрипотентности и регенерации тканей. В конечном итоге эти открытия могут превратить экспериментальные методы лечения в доступные решения, открыв новые перспективы для восстановления тканей, создания искусственных органов и лечения серьезных заболеваний.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.