最新一期《自然·通訊》雜誌上發表了一項具有裏程碑意義的单细成果:科學家利用單細胞生物的遺傳基因創造出一種多能幹細胞,並使這些幹細胞完全發育成小鼠,胞基成功重寫了“生命劇本”。因造有助這項研究揭示了人類與單細胞生物共享一個早於動物的出多共同祖先,從而重新定義了人們對幹細胞遺傳起源的细胞新方理解,並為探索遺傳工具進化的疾病多功能性提供了全新視角。
在這項看似科幻小說般的治疗實驗中,包括英國倫敦瑪麗女王大學在內的单细國際團隊利用了一種在領鞭毛蟲中發現的特定基因,成功創建了幹細胞,胞基並進一步利用這些幹細胞培育出了活生生的因造有助小鼠。領鞭毛蟲是出多一種與動物有親緣關係的單細胞生物,其基因組中包含類似於驅動哺乳動物幹細胞多能性的细胞新方Sox基因版本。這一發現顛覆了長久以來認為關鍵基因僅在動物體內進化的疾病觀點。
團隊指出,治疗能夠使用源於近親的单细分子工具成功培育出小鼠,標誌著在接近10億年的進化曆程中,某些功能展現出了驚人的連續性。而對於幹細胞形成至關重要的基因,可能早在幹細胞本身出現之前就已經存在。
團隊此次嚐試將來源於領鞭毛蟲的Sox基因導入小鼠細胞中,以此替代原有的Sox2基因,成功實現了細胞向多能幹細胞狀態的轉化。為了測試實際效果,團隊將它們注入了正在發育的小鼠胚胎內。結果顯示,這些嵌合小鼠不僅存活下來,而且展現出了一係列供體胚胎及實驗室誘導幹細胞的顯著特征,如黑色毛發斑點和黑色眼睛,表現出古老基因扮演的核心角色。
該研究的意義遠遠超出進化生物學領域,還可能開啟再生醫學的新篇章——科學家或許可以開發出更為高效的幹細胞療法,改善細胞重編程技術,為治療疾病或修複受損組織開辟新途徑。
總編輯圈點:
看到兩種老鼠的對比照片,著實讓人有汗毛倒豎的感覺。來自單細胞生物領鞭毛蟲的特定基因,在小鼠身上得到了如此明顯的表達。而且,這黑色眼睛的小鼠,是通過領鞭毛蟲的遺傳工具“構建”出來的!看似在進化樹上已經分道揚鑣許久,但單細胞生物基因依然能與哺乳動物細胞融合,甚至在哺乳動物體內扮演核心角色。這兩隻小鼠,給了我們關於生物起源的新思考,讓我們重新認識基因的延續性,也讓我們看到了幹細胞療法的新可能。