นักวิทยาศาสตร์จาก Queen Mary University of London และ University of Hong Kong ได้สร้างสเต็มเซลล์ของหนูที่สามารถสร้างหนูที่พัฒนาเต็มที่โดยใช้เครื่องมือทางพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ซึ่งเรามีบรรพบุรุษร่วมกันซึ่งมีบรรพบุรุษร่วมกันก่อนสัตว์
Choanoflagellate Sox สามารถกระตุ้นให้เกิด pluripotency ในเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เครดิตภาพ: Gaoและคณะ., ดอย: 10.1038/s41467-024-54152-x.
Alex de Mendoza นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Queen Mary แห่งลอนดอนและเพื่อนร่วมงานใช้ยีนที่พบใน choanoflagellates ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่เกี่ยวข้องกับสัตว์ เพื่อสร้างสเต็มเซลล์ซึ่งจากนั้นพวกมันใช้ในการให้กำเนิดหนูที่มีชีวิตและหายใจได้
Choanoflagellates เป็นญาติที่ใกล้เคียงที่สุดที่มีชีวิตกับสัตว์ และจีโนมของพวกมันประกอบด้วยยีน Sox และ POU เวอร์ชันหนึ่ง ซึ่งเป็นที่รู้จักในการขับเคลื่อน pluripotency ซึ่งเป็นศักยภาพของเซลล์ที่จะพัฒนาเป็นเซลล์ประเภทใดก็ได้ ภายในเซลล์ต้นกำเนิดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
การค้นพบที่ไม่คาดคิดนี้ท้าทายความเชื่อที่มีมายาวนานว่ายีนเหล่านี้วิวัฒนาการมาเฉพาะในสัตว์เท่านั้น
“ด้วยความสำเร็จในการสร้างเมาส์โดยใช้เครื่องมือโมเลกุลที่ได้มาจากญาติเซลล์เดียวของเรา เรากำลังเห็นความต่อเนื่องของการทำงานที่ไม่ธรรมดาตลอดวิวัฒนาการเกือบพันล้านปี” ดร. เดอ เมนโดซา กล่าว
“การศึกษานี้บอกเป็นนัยว่ายีนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสเต็มเซลล์อาจมีต้นกำเนิดเร็วกว่าสเต็มเซลล์เองมาก บางทีอาจช่วยปูทางไปสู่ชีวิตหลายเซลล์ที่เราเห็นในปัจจุบัน”
รางวัลโนเบลประจำปี 2012 ของ Shinya Yamanaka แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะได้รับสเต็มเซลล์จากเซลล์ที่แตกต่างเพียงแค่แสดงปัจจัยสี่ประการ รวมถึงยีน Sox (Sox2) และยีน POU (Oct4)
ในการวิจัยครั้งใหม่ ดร. เดอ เมนโดซาและผู้ร่วมเขียนได้แนะนำยีน choanoflagellate Sox ในเซลล์ของหนู โดยแทนที่ยีน Sox2 ดั้งเดิม ซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมใหม่ไปสู่สถานะเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ได้
เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของเซลล์ที่ถูกตั้งโปรแกรมใหม่ พวกมันถูกฉีดเข้าไปในเอ็มบริโอของหนูที่กำลังพัฒนา
ผลลัพธ์ของหนูทดลองแสดงให้เห็นลักษณะทางกายภาพของทั้งเอ็มบริโอผู้บริจาคและสเต็มเซลล์ที่เกิดจากห้องปฏิบัติการ เช่น แผ่นขนสีดำและดวงตาสีเข้ม ซึ่งยืนยันว่ายีนโบราณเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการทำให้สเต็มเซลล์เข้ากันได้กับพัฒนาการของสัตว์
การศึกษานี้ติดตามว่าโปรตีน Sox และ POU รุ่นแรก ๆ ซึ่งจับกับ DNA และควบคุมยีนอื่น ๆ ถูกนำมาใช้โดยบรรพบุรุษที่มีเซลล์เดียวเพื่อการทำงานที่ต่อมากลายเป็นส่วนสำคัญต่อการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดและการพัฒนาของสัตว์ได้อย่างไร
“Choanoflagellates ไม่มีเซลล์ต้นกำเนิด พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แต่มียีนเหล่านี้ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะควบคุมกระบวนการของเซลล์ขั้นพื้นฐานที่สัตว์หลายเซลล์อาจถูกนำมาใช้ใหม่เพื่อสร้างร่างกายที่ซับซ้อนในภายหลัง” ดร. เดอ เมนโดซากล่าว
“ข้อมูลเชิงลึกใหม่นี้เน้นย้ำถึงความเก่งกาจทางวิวัฒนาการของเครื่องมือทางพันธุกรรม และนำเสนอภาพรวมว่ารูปแบบชีวิตในวัยเด็กอาจควบคุมกลไกที่คล้ายกันเพื่อขับเคลื่อนความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านของเซลล์ได้อย่างไร ก่อนที่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่แท้จริงจะเกิดขึ้น และถึงความสำคัญของการรีไซเคิลในวิวัฒนาการ”
“การค้นพบนี้มีความหมายนอกเหนือจากชีววิทยาเชิงวิวัฒนาการ ซึ่งอาจแจ้งถึงความก้าวหน้าใหม่ๆ ในเวชศาสตร์ฟื้นฟู”
กกระดาษเกี่ยวกับผลการวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารการสื่อสารธรรมชาติ-
-
ย.เกาและคณะ- 2024 การเกิดขึ้นของปัจจัยการถอดรหัส Sox และ POU มีมาก่อนต้นกำเนิดของเซลล์ต้นกำเนิดจากสัตว์แนท คอมมอน15, 9868; ดอย: 10.1038/s41467-024-54152-x
บทความนี้มีพื้นฐานมาจากข่าวประชาสัมพันธ์ที่จัดทำโดย Queen Mary University of London
