과학자들은 고대 물고기에서 줄기 세포 네트워크를 찾습니다
날짜:
2022년 12월 12일
원천:
코펜하겐 대학교 - 보건의료학부
요약:
'살아있는 화석'이라 불리는 고대 물고기는 연구자들이 줄기세포의 기초를 이해하는 데 도움을 주었습니다. 이것은 줄기 세포 연구를 더욱 발전시키고 인공 장기를 만드는 방향으로 나아가는 단계가 될 것입니다.
뛰는 심장. 동물과 인간의 몸 주위에 혈액을 공급하는 복잡한 기관입니다. 실험실의 페트리 접시와 정확히 연관되는 것은 아닙니다.
그러나 그것은 미래에 바뀔 수 있으며 자신의 장기가 손상된 사람들의 생명을 구할 수 있습니다. 그리고 연구는 이제 그것에 한 걸음 더 가까워졌습니다.
인공 장기를 설계하려면 먼저 줄기 세포와 줄기 세포의 놀라운 특성을 지배하는 유전적 지침을 이해해야 합니다.
Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Medicine(reNEW)의 Joshua Mark Brickman 교수는 줄기 세포를 지시하는 유전자 네트워크에 작용하는 마스터 유전자의 진화적 기원을 발굴했습니다.
"줄기 세포 연구의 첫 번째 단계는 소위 다능성 줄기 세포를 지원하는 유전자 조절 네트워크를 이해하는 것입니다. 진화 과정에서 줄기 세포의 기능이 어떻게 완성되었는지 이해하면 더 나은 줄기 세포를 구성하는 방법에 대한 지식을 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 Joshua Mark Brickman은 말합니다.
다능성 줄기 세포는 다른 모든 세포로 발달할 수 있는 줄기 세포입니다. 예를 들어, 심장 세포. 다능성 줄기 세포가 어떻게 심장으로 발달하는지 이해한다면 실험실에서 이 과정을 복제하는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다.
줄기세포 이해의 열쇠는 '살아있는 화석'
줄기 세포의 만능 특성(세포가 다른 세포로 발달할 수 있음을 의미함)은 전통적으로 포유류와 관련이 있는 것입니다.
이제 Joshua Mark Brickman과 그의 동료들은 줄기 세포를 제어하고 만능성을 지원하는 마스터 유전자가 실러캔스라는 물고기에도 존재한다는 사실을 발견했습니다. 인간과 생쥐에서 이 유전자는 OCT4라고 불리며 그들은 실러캔스 버전이 생쥐 줄기 세포에서 포유류 버전을 대체할 수 있음을 발견했습니다.
실러캔스는 포유류와 다른 부류에 속한다는 점 외에도 약 4억년 전부터 오늘날의 형태로 발전해 '살아있는 화석'이라고도 불린다. 팔다리 모양의 지느러미가 있어 바다에서 육지로 이동한 최초의 동물과 비슷하다고 생각됩니다.
Molly Lowndes 조교수는 "세포를 연구함으로써 말하자면 진화로 되돌아갈 수 있습니다."라고 설명합니다.
Woranop Sukparangsi 조교수는 계속해서 말합니다.
"줄기 세포의 유전자 네트워크를 제어하는 중심 요인은 실러캔스에서 발견됩니다. 이것은 네트워크가 이미 진화 초기에, 잠재적으로 4억 년 전에 이미 존재했음을 보여줍니다."
그리고 이 물고기와 같은 다른 종의 네트워크를 연구함으로써 연구자들은 줄기 세포를 지원하는 기본 개념이 무엇인지 추출할 수 있습니다.
"진화로 되돌아가는 것의 아름다움은 유기체가 더 단순해진다는 것입니다. 예를 들어, 그들은 여러 버전 대신 일부 필수 유전자의 사본을 하나만 가지고 있습니다. 그렇게 하면 줄기 세포에 정말로 중요한 것을 분리하고 그것을 사용할 수 있습니다. 접시에서 줄기 세포를 배양하는 방법을 개선하는 것입니다."라고 박사 과정 학생인 Elena Morganti는 말합니다.
상어, 쥐, 캥거루
연구원들은 줄기 세포 주변의 네트워크가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 오래되었고 고대 종에서 발견되었다는 사실을 발견한 것 외에도 만능 줄기 세포를 지원하기 위해 진화가 정확히 어떻게 유전자 네트워크를 수정했는지도 배웠습니다.
연구자들은 40마리가 넘는 동물의 줄기 세포 유전자를 조사했습니다. 예를 들어 상어, 생쥐 및 캥거루. 동물은 진화의 주요 분기점에 대한 좋은 표본을 제공하도록 선택되었습니다.
연구원들은 인공 지능을 사용하여 다양한 OCT4 단백질의 3차원 모델을 구축했습니다. 연구원들은 단백질의 일반적인 구조가 진화를 통해 유지된다는 것을 볼 수 있었습니다. 줄기 세포에 중요한 것으로 알려진 이러한 단백질의 영역은 변하지 않지만, 분명히 관련이 없는 이러한 단백질 영역의 종별 차이는 방향을 변경하여 다능성을 얼마나 잘 지원하는지에 잠재적으로 영향을 미칩니다.
"이것은 새로운 기술이 출현하기 전에는 불가능했을 진화에 대한 매우 흥미로운 발견입니다. 우리는 '자동차 엔진'을 만지작거리지 않고 엔진을 움직일 수 있다고 영리하게 생각하는 진화라고 볼 수 있습니다. 드라이브 트레인을 개선하여 자동차가 더 빨리 가는지 확인하십시오."라고 Joshua Mark Brickman은 말합니다.
이 연구는 프랑스 Banyuls-sur-Mer 해양 관측소의 Sylvie Mazan 그룹과 University of Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research의 Guillermo Montoya 교수 그룹과 중요한 전략적 파트너십을 통해 호주, 일본 및 유럽에 걸친 공동 프로젝트입니다. 코펜하겐.
줄기세포란?
줄기 세포는 모든 다세포 유기체에서 발견되는 비특화 세포입니다. 줄기 세포에는 다른 세포 유형과 구별되는 두 가지 특성이 있습니다. 한편으로 줄기 세포는 무제한의 세포 분열(유사분열)을 겪을 수 있고, 다른 한편으로 줄기 세포는 여러 세포 유형으로 성숙(분화)할 수 있는 능력을 가지고 있습니다.
다능성 줄기 세포는 심장 세포, 유모 세포 또는 눈 세포와 같은 다른 세포로 발달할 수 있는 세포입니다.
출처 : https://www.sciencedaily.com/