ด้วยดวงตาสีดำวาวเล็กๆ และขนสีเทาเป็นรอย หนูที่เกิดในการทดลองในห้องปฏิบัติการเมื่อเร็วๆ นี้ในฮ่องกงจึงไม่เหมือนกับสัตว์สายพันธุ์อื่นๆ หรือสัตว์อื่นๆ เลย
ถึงแม้จะมีความแตกต่างพื้นฐาน แต่ก็ไม่สามารถปรากฏเป็นธรรมดาไปกว่านี้ได้ ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่เผยให้เห็นความจริงอันน่าอัศจรรย์เกี่ยวกับประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของเรา
หนูถูกต่อเข้ากับยีนจากจุลินทรีย์เซลล์เดียวที่เรียกว่า achoanoflagellate- แม้ว่าจะไม่ใช่สัตว์ แต่จุลินทรีย์ก็มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับพวกมัน โดยมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยนับตั้งแต่ยุคก่อนสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนจะมีอยู่ด้วยซ้ำ
ความสำเร็จของการเลือกยีนของ choanoflagellate ในยีนบางตัวที่ซับซ้อนและหลายเซลล์เหมือนกับหนูทำให้เราได้รับข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับต้นกำเนิดวิวัฒนาการของลักษณะสัตว์
สัตว์มีลักษณะที่เรียกว่า pluripotency; ความสามารถในการสร้างตัวอ่อนเพื่อแยกแยะและพัฒนาเป็นเนื้อเยื่อต่าง ๆ ที่ประกอบกันเป็นสิ่งมีชีวิตที่พัฒนาเต็มที่แม้ว่าจะไม่มีความสามารถนี้ แต่ choanoflagellates ก็มียีนในเวอร์ชันของตัวเองที่รับผิดชอบความหลากหลายในสัตว์
ด้วยการสลับยีนของเมาส์สำหรับเวอร์ชันที่พบใน choanoflagellates นักวิจัยสามารถระบุได้ว่าทั้งสองมีความคล้ายคลึงกันในการทำงานอย่างไร
"ด้วยความสำเร็จในการสร้างเมาส์โดยใช้เครื่องมือระดับโมเลกุลที่ได้มาจากญาติเซลล์เดียวของเรา เรากำลังเห็นความต่อเนื่องของการทำงานที่ไม่ธรรมดาตลอดวิวัฒนาการเกือบพันล้านปี"นักพันธุศาสตร์ อเล็กซ์ เดอ เมนโดซา กล่าวของมหาวิทยาลัย Queen Mary ในสหราชอาณาจักร
“การศึกษาบ่งชี้ว่ายีนสำคัญที่เกี่ยวข้องการก่อตัวอาจเกิดขึ้นเร็วกว่าเซลล์ต้นกำเนิดมาก บางทีอาจช่วยปูทางไปสู่ชีวิตหลายเซลล์ที่เราเห็นในปัจจุบัน"
เชื่อกันว่า Pluripotency เกิดขึ้นพร้อมกับการปรากฏตัวของสัตว์หลายเซลล์เมื่อประมาณ 700 ล้านปีก่อน ดังนั้นจึงเป็นเหตุผลที่ปัจจัยการถอดรหัสที่เกี่ยวข้องกับ pluripotency ของเซลล์ต้นกำเนิด เช่น ปัจจัยในซอกซ์และสำหรับครอบครัวต่างๆ มักถูกจำกัดไว้เฉพาะสัตว์หลายเซลล์เท่านั้น
แต่การวิจัยก่อนหน้านี้เกี่ยวกับจุลินทรีย์ที่อยู่ติดกับสัตว์แสดงให้เห็นว่าต้นกำเนิดของหลายฝ่ายเกิดขึ้นก่อนความเป็นหลายเซลล์- หากเป็นกรณีนี้ อาจเป็นหนึ่งในตัวขับเคลื่อนวิวัฒนาการของสัตว์ แทนที่จะเป็นผลที่ตามมา
ยีน Choanoflagellate Sox มีลักษณะคล้ายกับที่พบในยีน Sox2 ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในหนู Sox2 โต้ตอบกับสมาชิก POU ชื่อ Oct4; แต่ยีน POU ของ choanoflagellate ไม่สามารถสร้างเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ได้
ทีมนักวิจัยที่นำโดย Ya Gao และ Daisylyn Senna Tan จากมหาวิทยาลัยฮ่องกง และ Mathias Girbig จากสถาบัน Max Planck สำหรับจุลชีววิทยาภาคพื้นดินในประเทศเยอรมนี ต้องการทราบว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากพวกเขาแทนที่ยีน Sox2 ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมด้วยยีน choanoflagellate Sox
พวกเขาสร้างสเต็มเซลล์ของหนูที่ถูกโคลนและตั้งโปรแกรมจีโนมใหม่ โดยแทนที่ Sox2 ด้วย choanoflagellate Sox เซลล์เหล่านี้ถูกฉีดเข้าไปในบลาสโตซิสต์ของหนูตัวอ่อนและถูกฝังเข้าไปตั้งครรภ์เทียมตัวแทนหนูจะถูกตั้งท้อง ให้กำเนิด และเลี้ยงดูในสภาพแวดล้อมที่มีการเลี้ยงดู
ลูกสุนัขพันธุ์คิเมริกเหล่านี้เกิดมาพร้อมกับลักษณะที่ผสมผสานกันโดยอิงจากมรดกที่สืบทอดกันมา เห็นได้ชัดว่าพวกมันเป็นหนู แต่พวกมันมีดวงตาสีเข้มและมีขนสีเข้มซึ่งบ่งบอกถึงพันธุกรรมผสมกัน มิฉะนั้น มันก็ค่อนข้างปกติ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ายีน choanoflagellate Sox สามารถสร้างเซลล์ต้นกำเนิดที่เข้ากันได้กับพัฒนาการของหนู
สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเครื่องมือสำหรับการสร้าง pluripotency ที่พัฒนาขึ้นใน choanoflagellates ก่อนที่จะเกิดหลายเซลล์
"Choanoflagellates ไม่มีเซลล์ต้นกำเนิด พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แต่มียีนเหล่านี้ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะควบคุมกระบวนการของเซลล์ขั้นพื้นฐานที่สัตว์หลายเซลล์อาจถูกนำมาใช้ใหม่เพื่อสร้างร่างกายที่ซับซ้อนในภายหลัง"เดเมนโดซา กล่าว-
ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าปัจจัยการถอดรหัส Sox ใน choanoflagellate เมื่อหลายร้อยล้านปีก่อนมีความคล้ายคลึงทางชีวเคมีกับยีน Sox ที่ทำหน้าที่สำคัญในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ในปัจจุบัน ในทางกลับกัน การที่ choanoflagellate POU ไม่สามารถผลิตเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ได้ แสดงให้เห็นว่าสมาชิก POU ต้องได้รับการปรับเปลี่ยนเพื่อรับบทบาทที่พวกเขาเล่นใน pluripotency ในขณะนี้
ผลลัพธ์เหล่านี้อาจมีผลกระทบต่อการวิจัยเซลล์ต้นกำเนิดและการบำบัดด้วยเซลล์ต้นกำเนิด นักวิจัยกล่าว และพวกเขาเพิ่มความซับซ้อนที่น่าสนใจอีกชั้นให้กับเรื่องราวว่าชีวิตมีความหลากหลายบนโลกอย่างไร
"ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าตระกูลยีนหลักสองตระกูลที่เกี่ยวข้องกับความหลากหลายทางชีวภาพของสัตว์มีกระดูกสันหลังและยีนพัฒนาการที่สำคัญในสัตว์นั้นมีอยู่แล้วก่อนต้นกำเนิดของความเป็นหลายเซลล์"ทีมงานเขียนลงในกระดาษ-
"ในที่สุดความสามารถทางชีวเคมีของพวกมันก็ถูกขยายออกไปเพื่อสร้างประเภทเซลล์ที่กำหนดประเภทของเอนทิตีหลายเซลล์ที่ซับซ้อน"
งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในการสื่อสารธรรมชาติ-
