دانشمندان راز جوانی ابدی یک حیوان عجیب را فاش کردند

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از «سای‌تک دیلی»، شقایق‌های دریایی حیواناتی به ظاهر جاودانه هستند. به نظر می‌رسد که آن‌ها از پیری و تأثیرات منفی‌ای که انسان در طول زمان تجربه می‌کند مصون هستند. با این حال، دلایل دقیق جوانی ابدی آن‌ها به طور کامل درک نشده است.

اثر انگشت ژنتیکی شقایق دریایی Nematostella vectensis نشان می‌دهد که اعضای این گروه حیوانات باستانی از همان آبشار‌های ژنی برای تمایز سلول‌های عصبی مانند موجودات پیچیده‌تر استفاده می‌کنند. این ژن‌ها همچنین مسئول حفظ تعادل تمام سلول‌های موجود در بدن در طول زندگی شقایق هستند.

تقریباً همه موجودات جانوری از میلیون‌ها، اگر نگوییم میلیارد‌ها سلول، تشکیل شده‌اند که به روش‌های پیچیده‌ای به یکدیگر می‌پیوندند تا بافت‌ها و اندام‌های خاصی را ایجاد کنند، که از طیفی از انواع سلول‌ها مانند انواع نورون‌ها و سلول‌های غدد تشکیل شده‌اند. با این حال، مشخص نیست که چگونه این تعادل حیاتی از انواع مختلف سلول پدیدار می‌شود، چگونه تنظیم می‌شود، و آیا انواع سلول‌های مختلف موجودات جانوری مختلف منشأ مشترکی دارند یا خیر.

بخش طولی نوری یک شقایق دریایی با سلول‌های عصبی تراریخته nanos۱ (قرمز) در هر دو لایه سلولی. ماهیچه‌ها به رنگ سبز رنگ آمیزی شده اند و هسته‌های سلولی به رنگ آبی هستند.

اثر انگشت تک سلولی به اجداد مشترک منتهی می‌شود

این گروه تحقیقاتی به رهبری اولریش تکناو، زیست شناس تکاملی تکاملی، که همچنین رئیس پلت فرم تحقیقاتی تک سلولی تنظیم سلول‌های بنیادی (SinCeReSt) در دانشگاه وین است، تنوع و تکامل انواع سلول‌های عصبی و غددی و آن‌ها را رمزگشایی کرده است. ریشه‌های رشدی در شقایق دریایی Nematostella vectensis.

برای دستیابی به این هدف، آن‌ها از رونویسی تک سلولی استفاده کردند، روشی که در دهه گذشته زیست پزشکی و زیست شناسی تکاملی را متحول کرده است.

با این کار، کل ارگانیسم‌ها را می‌توان به سلول‌های منفرد تجزیه کرد – و کل همه ژن‌های بیان‌شده در حال حاضر در هر سلول جداگانه را می‌توان رمزگشایی کرد. انواع مختلف سلول اساساً در ژن‌هایی که بیان می‌کنند متفاوت هستند. جولیا استگر، نویسنده اول مقاله کنونی، توضیح می‌دهد که از رونویسی تک سلولی می‌توان برای تعیین اثر انگشت مولکولی هر سلول استفاده کرد.

در این مطالعه، سلول‌های دارای اثر انگشت همپوشانی گروه بندی شدند. این به دانشمندان اجازه داد تا انواع سلول‌ها یا سلول‌های تعریف شده را در مراحل انتقالی رشد، که هر کدام دارای ترکیبات بیانی منحصر به فردی هستند، تشخیص دهند. همچنین به محققان این امکان را داد تا جمعیت‌های پیش ساز و سلول‌های بنیادی مشترک بافت‌های مختلف را شناسایی کنند.

آن‌ها در کمال تعجب دریافتند که برخلاف تصورات قبلی، نورون‌ها، سلول‌های غده‌ای و سایر سلول‌های حسی از یک جمعیت اجدادی مشترک سرچشمه می‌گیرند که می‌توان آن را با برچسب‌گذاری ژنتیکی در حیوانات زنده تأیید کرد. از آنجایی که برخی از سلول‌های غده‌ای با عملکرد عصبی در مهره داران نیز شناخته شده اند، این می‌تواند نشان دهنده یک رابطه تکاملی بسیار قدیمی بین سلول‌های غده و نورون‌ها باشد.

ژن‌های باستانی در حال استفاده مداوم

یک ژن نقش ویژه‌ای در رشد این سلول‌های اجدادی مشترک دارد. SoxC در تمام سلول‌های پیش‌ساز نورون‌ها، سلول‌های غدد، و سلول‌های سلولی بیان می‌شود و برای تشکیل همه این انواع سلول ضروری است، همانطور که نویسندگان علاوه بر این توانستند در آزمایش‌های حذفی نشان دهند.

جالب اینجاست که این ژن غریبه نیست: همچنین نقش مهمی در شکل‌گیری سیستم عصبی انسان و بسیاری از حیوانات دیگر بازی می‌کند، که همراه با داده‌های دیگر نشان می‌دهد که به نظر می‌رسد این مکانیسم‌های تنظیمی کلیدی تمایز سلول‌های عصبی حفظ شده‌اند. تکناو می‌گوید: در سراسر قلمرو حیوانات.

با مقایسه مراحل مختلف زندگی، نویسندگان همچنین دریافتند که در شقایق‌های دریایی، فرآیند‌های ژنتیکی رشد نورون از جنین تا ارگانیسم بالغ حفظ می‌شود، بنابراین به تعادل نورون‌ها در طول زندگی Nematostella Vectensis کمک می‌کند.

این قابل توجه است، زیرا برخلاف انسان ها، شقایق‌های دریایی می‌توانند جایگزین نورون‌های از دست رفته یا آسیب دیده در طول زندگی خود شوند. برای تحقیقات آتی، این سؤال را مطرح می‌کند که شقایق دریایی چگونه می‌تواند این مکانیسم‌ها را که در موجودات پیچیده‌تر فقط در مرحله جنینی رخ می‌دهند، به صورت کنترل‌شده در ارگانیسم بالغ حفظ کند.