Ученые создали гибридную мышь с геном, который существовал до всей жизни животных. Команда заменила один ген в стволовых клетках мыши на версию от древнего одноклеточного предка и успешно вырастила из него здоровых живых мышей.
Известно, что стволовые клетки способны дифференцироваться в несколько типов клеток в организме. В 2006 году японские ученые открыли метод обратного преобразования зрелых клеток в стволовые клетки, которые они назвали индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPSC). Этот прорыв проложил путь для ряда новых потенциальных регенеративных методов лечения.
Эта оригинальная команда обнаружила, что iPSC можно создать, изменив всего четыре гена, которые были названы факторами Яманаки. В новом исследовании исследователи из Лондонского университета королевы Марии и Гонконгского университета заменили мышиную версию одного из этих генов на гораздо более старый.
Хоанофлагелляты являются ближайшими одноклеточными родственниками ветви жизни, которая дала начало животным. Будучи одноклеточными, они не нуждаются в стволовых клетках, но все еще имеют некоторые из генов, которые кодируют их у животных, поэтому команда хотела исследовать, будут ли эти гены выполнять ту же роль.
Исследователи начали с создания мышиных iPSC обычным способом, за исключением одного изменения: они заменили Sox2, один из факторов Яманаки, на соответствующий ген Sox из хоанофлагеллят. Затем эти «гибридные» iPSC были введены в развивающийся эмбрион мыши.
Чтобы прояснить, сработал ли эксперимент, исследователи сконструировали эти iPSC так, чтобы они производили физические черты, такие как темные глаза и участки черного меха. И, конечно же, мышь, которая выросла из этого эмбриона, была химерой, демонстрирующей эти черты вместе с чертами исходного донора эмбриона.
Это необычный результат, показывающий, что современные функции стволовых клеток этих генов были подготовлены и готовы задолго до того, как стволовые клетки были «изобретены». Исследователи предполагают, что хоанофлагелляты, вероятно, использовали их для управления другими базовыми клеточными процессами, а многоклеточные организмы позже адаптировали их к своей нынешней цели.
«Успешно создав мышь с помощью молекулярных инструментов, полученных от наших одноклеточных родственников, мы наблюдаем необычайную непрерывность функции на протяжении почти миллиарда лет эволюции», — сказал Алекс де Мендоса, корреспондент исследования. «Исследование предполагает, что ключевые гены, участвующие в формировании стволовых клеток, могли возникнуть гораздо раньше, чем сами стволовые клетки, возможно, помогая проложить путь для многоклеточной жизни, которую мы видим сегодня».
Исследователи говорят, что открытие может помочь в разработке новых методов регенеративной медицины.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
