來自倫敦皇后大學和香港大學的科學家創建了小鼠幹細胞，能夠使用單細胞生物的遺傳工具產生完全開發的小鼠，我們與我們共享一個早於動物的共同祖先。
Choanoflagellate Sox可以在哺乳動物細胞中誘導多能性。圖片來源：GAO等。
倫敦皇后大學的研究員Alex de Mendoza及其同事使用了與動物有關的單細胞Choanofagellates中發現的基因，以創建幹細胞，然後用來產生一種活生生的呼吸小鼠。
Choanoflagellates是動物的最接近的生物親戚，其基因組包含基因Sox和Pou的版本，以驅動多能性（在哺乳動物幹細胞中發育為任何細胞類型）而聞名。
這一意外的發現挑戰了這些基因在動物中僅進化的長期以來的信念。
De Mendoza博士說：“通過使用從我們的單細胞親戚衍生出的分子工具成功創建小鼠，我們目睹了近十億年進化的功能的非凡連續性。”
“研究表明，與乾細胞形成有關的關鍵基因可能比干細胞本身要早得多，也許有助於為我們今天看到的多細胞生活鋪平道路。”
Shinya Yamanaka的2012年諾貝爾獎表明，只能通過表達四個因素，包括SOX（SOX2）和POU（OCT4）基因來從分化細胞中獲得乾細胞。
在新的研究中，De Mendoza博士和合著者將Choanoflagellate Sox基因引入了小鼠細胞，取代了天然SOX2基因，從而實現了對多能幹細胞狀態的重編程。
為了驗證這些重編程的細胞的功效，它們被注射到發育中的小鼠胚胎中。
由此產生的嵌合小鼠表現出來自供體胚胎和實驗室誘導的干細胞的物理特徵，例如黑色的毛皮斑塊和黑眼睛，證實這些古老的基因在使乾細胞與動物的發育兼容方面起著至關重要的作用。
該研究追踪了單細胞祖先使用DNA並調節其他基因的SOX和POU蛋白的早期版本如何用於後來成為乾細胞形成和動物發育不可或缺的功能。
De Mendoza博士說：“ Choanofagellates沒有乾細胞，它們是單細胞生物，但是它們具有這些基因，可能控制多細胞動物可能後來重新構建複雜體的基本細胞過程。”
“這種新穎的洞察力強調了遺傳工具的進化多功能性，並瞥見了早期生活形式如何利用類似的機制來推動細胞專業化的機制，早在真正的多細胞生物就開始出現，並且具有進化中回收的重要性。”
“這一發現超出了進化生物學的含義，有可能告知再生醫學的新進展。”
一個紙關於調查結果發表在《期刊》上自然通訊。
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Y. Gao等。 2024年。Sox和Pou轉錄因子的出現早於動物幹細胞的起源。常見的nat15，9868; doi：10.1038/s41467-024-54152-x
本文基於倫敦皇后大學提供的新聞發布。
