Matične celice veljajo za posebnost večceličnih živali. V članku o nedavni raziskavi, objavljenem v reviji Nature Communications, pa je mednarodna raziskovalna skupina predstavila nove ugotovitve o transkripcijskih faktorjih, ki so nujno potrebni za nastanek matičnih celic pri živalih. Genski zapis za enega izmed njih so odkrili v enoceličnih sorodnikih živali - bičkarjih ovratničarjih. 

Matične celice so nediferencirane celice, zmožne pretvorbe v različne tipe celic, ki jih najdemo v organizmu po rojstvu. Poznamo več vrst matičnih celic. Glede na izvor ločimo embrionalne in odrasle, glede na sposobnost diferenciacije pa jih delimo na unipotentne, multipotentne, pluripotentne, totipotentne in druge. Pluripotentne celice, o katerih bomo govorili danes, so tiste, ki se pod pravimi pogoji razvijejo v prav vsako celico neke živali. Matične celice so tudi nujno potrebne za razvoj večceličnih organizmov, saj jih v nasprotju z enoceličnimi gradijo različni tipi celic. 

V embrionalnih matičnih celicah najdemo značilne transkripcijske faktorje, ki vzbudijo in vzdržujejo pluripotentnost. Transkripcijski faktorji so proteini, ki se vežejo na določena mesta na DNK in tako uravnavajo izražanje genov. Ključen element te skupine je tudi protein SOX, ki je še pred kratkim veljal za posebnost večceličnih živali. Raziskovalna skupina pa je zdaj njegov obstoj potrdila tudi pri bičkarjih ovratničarjih. Zato jih je zanimalo, ali lahko enocelični transkripcijski faktor SOX povzroči pluripotentnost sesalskih celic. 

Raziskovalke in raziskovalci so genski zapis za protein SOX iz enoceličnih bičkarjev ovratničarjev vstavili v že diferencirane, fibroblastne mišje celice. V naslednjih dneh so opazili, da so se celice reprogramirale in vrnile v pluripotentno stanje. Matičnost celic se dokazuje prek številnih eksperimentov. Matične celice imajo zmožnost samoobnove. To pomeni, da se v primernih pogojih lahko velikokrat delijo in pri tem ostanejo nediferencirane. Raziskovalna ekipa je zato lahko spremljala stabilnost novih celic z vstavljenim proteinom SOX pri večjem številu njihovih delitev. Za dodatni dokaz pluripotentnosti celic so raziskovalke in raziskovalci pridobljene celice vstavili v zgodnji zarodek miši. Takim organizmom, ki jih tvorijo celice z več kot enim genotipom, pravimo himere. Raziskovalna ekipa je v naslednjih dneh ugotovila, da so vstavljene celice omogočile razvoj vseh mišjih tkiv in skotitev himernih mišjih mladičev. Tako so z gotovostjo pokazali, da je protein SOX iz enoceličnih bičkarjev ovratničarjev v mišjih celicah vzbudil pluripotentnost.

Bičkarji ovratničarji so enocelični organizmi, ki ne tvorijo matičnih celic, očitno pa evolucijsko zgodnje različice proteinov SOX izkoriščajo za druge funkcije. Te funkcije so se v evoluciji večceličnih organizmov spremenile in pripomogle k razvoju kompleksnejših življenjskih oblik. Avtorji in avtorice raziskave predvidevajo, da je molekularna evolucija transkripcijskega faktorja SOX pomembno vplivala na pojav matičnih celic. Izsledki opisane raziskave nam tako ponujajo nov vpogled v evolucijske povezave med živalmi in njihovimi starodavnimi enoceličnimi sorodniki.

Za vas se je diferencirala vajenka Tonja.

Vir: Gao, Y., Tan, D. S., Girbig, M., Hu, H., Zhou, X., Xie, Q., Yeung, S. W., Lee, K. S., Ho, S. Y., Cojocaru, V., Yan, J., Hochberg, G. K. A., de Mendoza, A., & Jauch, R. (2024). The emergence of Sox and POU transcription factors predates the origins of animal stem cells. Nature Communications, 15(1), 9868. https://doi.org/10.1038/s41467-024-54152-x