หนู “พิเศษ” สร้างขึ้นโดยใช้ยีนที่มีอายุมากกว่าชีวิตสัตว์

ในความก้าวหน้าอันเหลือเชื่อ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างหนูโดยใช้เครื่องมือทางพันธุกรรมโบราณที่มีอายุมากกว่าชีวิตของสัตว์ นักวิจัยได้สร้างสเต็มเซลล์ขึ้นมาโดยนำยีนจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมาใส่เข้าไปในเซลล์ของหนู ซึ่งเมื่อฉีดเข้าไปในเอ็มบริโอที่กำลังพัฒนา จะช่วยสร้างหนูที่มีชีวิตและหายใจได้

หลายร้อยล้านปีก่อน ก่อนที่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จะวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่เรียบง่ายได้แพร่กระจายไปบนโลก สิ่งเหล่านี้บางส่วนเรียกว่า choanoflagellates ถือเป็นญาติใกล้ชิดที่สุดของสัตว์ การวิจัยใหม่พบว่าจีโนมของพวกเขามียีนหลายเวอร์ชันซอกซ์และสำหรับ– สิ่งเหล่านี้เป็นที่ทราบกันดีว่าขับเคลื่อนการก่อตัวของในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และจนถึงขณะนี้คิดว่าเป็นสัตว์ชนิดพิเศษ โดยไม่พบอยู่ในญาติเซลล์เดียวของเรา

การค้นพบสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจึงเขย่าทุกสิ่งที่เราคิดว่าเรารู้เกี่ยวกับสเต็มเซลล์และวิวัฒนาการของพวกมัน เป็นการค้นพบที่ไม่เคยมีมาก่อนในตัวมันเอง แต่นักวิจัยได้ก้าวไปอีกขั้นหนึ่ง โดยใช้ยีนเพื่อตั้งโปรแกรมเซลล์เมาส์ใหม่

“ด้วยความสำเร็จในการสร้างเมาส์โดยใช้เครื่องมือโมเลกุลที่ได้มาจากญาติเซลล์เดียวของเรา เรากำลังเห็นความต่อเนื่องของการทำงานที่ไม่ธรรมดาตลอดวิวัฒนาการเกือบพันล้านปี” ดร. อเล็กซ์ เดอ เมนโดซา ผู้เขียนการศึกษากล่าวในรายงานคำแถลง- “การศึกษานี้บอกเป็นนัยว่ายีนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสเต็มเซลล์อาจมีต้นกำเนิดเร็วกว่าสเต็มเซลล์เองมาก บางทีอาจช่วยปูทางไปสู่ชีวิตหลายเซลล์ที่เราเห็นในปัจจุบัน”

ทีมงานแนะนำ choanoflagellateซอกซ์ยีนเข้าไปในเซลล์ของหนู แทนที่ที่มีอยู่ซ็อกซ์2ยีน - และในการทำเช่นนั้น กระตุ้นให้เซลล์กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent (iPSCs) เซลล์เหล่านี้มีศักยภาพในการพัฒนาเป็นเซลล์ชนิดใดก็ได้ในร่างกาย

เมื่อพวกเขาฉีด iPSC เข้าไปในตัวอ่อนของหนูที่กำลังพัฒนา พวกมันได้ผลิตสิ่งที่เรียกว่า a– สัตว์ที่ร่างกายประกอบด้วยเซลล์ที่แตกต่างกันทางพันธุกรรมซึ่งมี DNA สองชุดที่แตกต่างกัน ในกรณีนี้ หนูแสดงลักษณะจากทั้งเอ็มบริโอผู้บริจาคและ iPSCs โดยมีปื้นขนสีดำและดวงตาสีเข้ม ซึ่งยืนยันว่ายีนโบราณมีอิทธิพลต่อพัฒนาการของสัตว์

มันน่าประทับใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงต้นกำเนิดที่เรียบง่ายของยีน ดูเหมือนว่าสิ่งมีชีวิตในยุคแรกๆ ได้พัฒนาวิธีการของตนเองในการรักษา pluripotency มานานก่อนที่สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์และสเต็มเซลล์จะเกิดขึ้น

“Choanoflagellates ไม่มีเซลล์ต้นกำเนิด พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แต่มียีนเหล่านี้ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะควบคุมกระบวนการของเซลล์ขั้นพื้นฐานที่สัตว์หลายเซลล์อาจถูกนำมาใช้ใหม่เพื่อสร้างร่างกายที่ซับซ้อนในภายหลัง” ดร. เดอ เมนโดซา อธิบาย

นอกเหนือจากความน่าสนใจแล้ว การค้นพบนี้ยังสามารถบอกเล่าถึงความก้าวหน้าในอนาคตในด้านเวชศาสตร์ฟื้นฟู ซึ่งสเต็มเซลล์มีบทบาทสำคัญ

“การศึกษารากเหง้าโบราณของเครื่องมือทางพันธุกรรมเหล่านี้ช่วยให้เราสามารถสร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ ด้วยมุมมองที่ชัดเจนยิ่งขึ้นว่ากลไก pluripotency สามารถปรับแต่งหรือเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างไร” ดร. Ralf Jauch ผู้เขียนร่วมกล่าวเสริม

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสารการสื่อสารธรรมชาติ-