Starożytne geny jednokomórkowców skutecznie działają u współczesnych myszy

Zespół naukowców z Uniwersytetu w Hongkongu dokonał bezprecedensowego osiągnięcia w dziedzinie inżynierii genetycznej, które może zmienić nasze rozumienie ewolucji życia na Ziemi. W eksperymencie opisanym na łamach Nature Communications, badaczom udało się skutecznie wprowadzić do genomu myszy geny pochodzące od prymitywnych organizmów jednokomórkowych zwanych choanoflagellates.

Eksperyment skoncentrował się na genie Sox2, który u ssaków odgrywa kluczową rolę w rozwoju komórek macierzystych. Naukowcy zastąpili ten gen jego odpowiednikiem pochodzącym od choanoflagellates - mikroskopijnych organizmów będących najbliższymi znanymi krewnymi zwierząt. Wyniki eksperymentu okazały się zdumiewające: myszy urodzone z komórek macierzystych zawierających "starożytny" gen nie tylko przeżyły, ale rozwinęły się w pełni funkcjonalne osobniki, charakteryzujące się wyraźnymi cechami fizycznymi, takimi jak ciemne oczy i cętkowane umaszczenie.

To przełomowe odkrycie ma głębokie implikacje dla naszego rozumienia ewolucji życia na Ziemi. Jak wyjaśnia kierownik projektu, genetyk Alex de Mendoza, wyniki badań jednoznacznie wskazują, że fundamentalne mechanizmy genetyczne odpowiedzialne za rozwój komórek macierzystych istniały już na długo przed pojawieniem się pierwszych organizmów wielokomórkowych. To sugeruje, że ewolucja złożonych form życia nie wymagała powstania całkowicie nowych genów, ale raczej wykorzystała i zaadaptowała już istniejące narzędzia genetyczne.

Szczególnie fascynujący jest fakt, że gen pochodzący od organizmu jednokomórkowego mógł skutecznie funkcjonować w znacznie bardziej złożonym organizmie ssaka. To pokazuje, jak fundamentalne i uniwersalne są pewne mechanizmy molekularne w świecie życia. Możemy sobie wyobrazić te pradawne geny jako swoiste "klocki konstrukcyjne", które natura wykorzystywała przez miliardy lat do budowania coraz bardziej skomplikowanych form życia.

Znaczenie tego odkrycia wykracza daleko poza samą biologię ewolucyjną. Eksperymenty te otwierają nowe możliwości w dziedzinie medycyny regeneracyjnej i terapii komórkami macierzystymi. Zrozumienie, jak te pradawne geny kontrolują rozwój komórek, może prowadzić do opracowania nowych metod leczenia chorób degeneracyjnych czy nawet do udoskonalenia technik klonowania terapeutycznego.

Badania te rzucają również nowe światło na proces ewolucji wielokomórkowości - jednego z najważniejszych przełomów w historii życia na Ziemi. Pokazują, że przejście od organizmów jednokomórkowych do wielokomórkowych mogło być bardziej płynne niż dotychczas sądzono, wykorzystując już istniejące mechanizmy molekularne w nowy sposób.

To odkrycie przypomina nam również o głębokiej jedności życia na poziomie molekularnym. Pomimo ogromnej różnorodności form życia na Ziemi, podstawowe mechanizmy kontrolujące rozwój i różnicowanie komórek pozostały w dużej mierze niezmienione przez miliardy lat ewolucji. To fascynujące dziedzictwo molekularne łączy nas z najwcześniejszymi formami życia na naszej planecie.