科學家用比動物生命更古老的基因改造出一種混種小鼠
科學家們用一種早於所有動物生命的基因改造出了一種雜交小鼠。 研究小組用一種古老的單細胞祖先的基因取代了小鼠幹細胞中的一個基因,並成功培養了健康的活小鼠。幹細胞能夠在體內分化成多種類型的細胞,這是眾所周知的。 2006年,日本科學家發現了一種將成熟細胞重新轉化為幹細胞的技術,他們稱之為誘導性多能幹細胞(iPSCs)。 這項突破為一系列新的潛在再生療法鋪平了道路。
嵌合體小鼠(左)與野生型小鼠(右),嵌合體小鼠有深色的眼睛和黑色的毛片
最初的研究團隊發現,只需調整四個被命名為山中因子的基因,就能製造出iPSCs。 在新的研究中,倫敦瑪麗女王大學和香港大學的研究人員將其中一個基因的小鼠版本換成了更古老的基因。
類鞭毛藻是最接近動物的單細胞生命分支。 作為單細胞生物,它們不需要幹細胞,但仍擁有一些在動物體內編碼幹細胞的基因,因此研究小組希望調查這些基因是否會發揮相同的作用。
研究人員首先按照常規方法製作小鼠的iPSC,但有一個變化:他們將山中因子之一的Sox2 換成了來自草鞭毛蟲的相應Sox 基因。 然後將這些”雜交”iPSCs 注入發育中的小鼠胚胎。
為了明確實驗是否成功,研究人員設計了這些iPSCs,使其產生深色眼睛和黑色皮毛等生理特徵。 結果從胚胎中長出的小鼠是嵌合體顯示出這些特徵和原始胚胎捐贈者的特徵。
這是一個非凡的結果,表明這些基因的現代幹細胞功能早在幹細胞被”發明”之前就已準備就緒。 研究人員認為,藻鞭毛蟲很可能用它們來控制其他基本細胞過程,而多細胞生物後來將它們調整為目前的用途。
這項研究的通訊作者亞歷克斯-德-門多薩(Alex de Mendoza)說:”透過使用源自單細胞近親的分子工具成功創造出小鼠,我們見證了近十億年進化過程中功能的非凡連續性。
研究人員說,這項發現有助於為新的再生醫學療法提供資訊。
該研究發表在Nature Communications雜誌。