Najraniji stupnjevi života mogu biti jednostavniji nego što smo mislili

Korda Carp Fishing Masterclass Vol. 4 Chapter 4: Spring Fishing (13 LANGUAGES) (Lipanj 2019).

Anonim

U najranijim fazama života, stanice sisavaca umnožavaju se i formiraju zametak. Nova istraživanja sa Sveučilišta u Kopenhagenu pokazuju da bi taj proces mogao biti puno jednostavniji nego što smo mislili. Razvoj embrija može se smanjiti na sposobnost stanice da broji susjedne stanice.

Jedna od stvari koja čovjeka i druge sisavce čine jedinstvenim u životinjskom kraljevstvu je sposobnost naših stanica da sjećaju kako napraviti embrij. Razvoj je proces kojim jedna stanica, oplođeno jaje, čini složeno tijelo s glavom, repom, rukama i nogama. Stanice sisavaca mogu započeti taj proces bez ikakvih vidljivih vanjskih ili dodatnih informacija kako bi im rekli koja je strana gore i dolje. Još izuzetnija, čak i nakon što su napravili izbore i razvili se u specijalizirane vrste stanica, stanice pojedinih sisavaca mogu se vratiti i ponovo ili dvostruko, učinkovito počevši od nule. Veliko pitanje je: Kako stanica zna kako to učiniti? Istraživači s Fakulteta zdravstva i medicinskih znanosti i Institut Niels Bohr na Sveučilištu u Kopenhagenu objavili su studiju koja sugerira da je život na stadiju embrija jednostavniji nego što smo mislili.

"Stanice su puno pametnije od onog što im dajemo u obzir." Pokazali smo da oni mogu graditi embrij samo donošenjem četiri jednostavne odluke, od kojih su najistaknutiji brojanje njihovih susjeda, gotovo je previše jednostavno da bi bilo istinito, njihovi susjedi, stanice mogu odrediti jesu li smještene izvana ili na unutrašnjost stanične skupine, a kada donose svoju odluku, prilagodbe svojih svojstava, počinju specijalizirati i počinju stvarati embrij ", kaže profesor Josh Brickman iz Danske Centra za matične stanice (DanStem).

Istraživači su koristili računalnu simulaciju kako bi napravili model staničnog ponašanja. Ideja je bila pronaći minimalne zahtjeve da se stanice razvijaju u zametak, a istraživači su ga prekinuli na četiri pravila ili odluke koje stanice trebaju napraviti na temelju svojih susjeda: usvajanje polariteta, izbor loza, promjena njenog prianjanja ili umrijeti, Tada su testirali model u stanicama miševa. Rezultati su pokazali da model predviđa savršeno ponašanje stanica.

Razvoj i evolucija

Pitanje kako su stanice sposobne oblikovati uzorak i razviti se u zametak već godinama je izvor rasprave. Jedna je teorija bila da je od jedne majke na jednoj strani jajeta morala biti neka nepotrebna informacija koja je imala bitne karte. Druga teorija je bila da se glavni kontrolni geni razlikuju slučajnim dok ne pronađu pravu kombinaciju. Ono što su istraživači u osnovi učinili je reći da su ta objašnjenja nepotrebna i da su najranije faze života sisavaca puno jednostavnije nego što smo mislili.

Rezultati također nude daljnje razumijevanje kako je evolucija čak i moguća. Da bi evolucija funkcionirala, geni koji usmjeravaju razvoj moraju se promijeniti u vrlo značajnom rasponu. Međutim, teško je zamisliti kako glavni kontrolni geni mogu drastično mijenjati, a da se ne ugasiti cijela stvar.

"Pokazali smo da slijedeći četiri jednostavna pravila, stanice će se razvijati i trebaju samo malo informacija iz genoma, što omogućuje evoluciji da se igra sa genom koliko god mu se sviđa. Uglavnom, ona pruža robusnost kako bi se osiguralo da će razvoj uvijek raditi, ali onda daje evoluciju sobu za igru ​​s genomom, što dovodi do raznolikosti vrsta sisavaca ", kaže studentica Niels Bohr Instituta Silas Boye Nissen.

Članak "Četiri jednostavna pravila koja su dovoljna za generiranje blastocista sisavaca" proizvod StemPhys, nova multidisciplinarna inicijativa između SUND-a i Instituta Niels Bohr koju financira Danska Nacionalna zaklada za istraživanje. Rad je objavljen u časopisu PLoS Biology.

menu
menu