Mäuse aus einem Gen älter als die Tiere selbst erschaffen: ein neuartiges Experiment 🧬

Veröffentlicht von Cédric,
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Nature Communications
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Wissenschaftler haben ein beeindruckendes Experiment durchgeführt: Die Integration eines Gens von Einzellern, den Choanoflagellaten, in Mäusezellen. Diese Organismen, die 600 Millionen Jahre alt sind, gelten als die nächsten lebenden Verwandten der vielzelligen Tiere. Sie enthalten wesentliche Gene, wie etwa Sox, die an der Pluripotenz von Stammzellen beteiligt sind.

Diese Fähigkeit von Zellen, sich in jeden beliebigen Zelltyp zu verwandeln, wurde bisher nur mit vielzelligen Organismen in Verbindung gebracht. Doch die Entdeckung dieser Gene in Einzellern stellt diese Sichtweise infrage und zeigt, dass die Grundlage der Pluripotenz bereits vor dem Auftreten von Tieren existierte.


Chimäre Mäuse aus vollständigen iPSC-Salhel-Sox-I-Linien mit schwarzen Flecken im Fell und schwarzen Augen (Pfeile), im Gegensatz zu einer Wildtyp-Maus mit weißem Fell und roten Augen.

Das Team führte ein mutiges Experiment durch. Es ersetzte das Sox2-Gen der Maus-Stammzellen durch das entsprechende Gen der Choanoflagellaten. Diese reprogrammierten Zellen wurden anschließend in Embryonen injiziert und führten zur Geburt chimärer Mäuse. Eine Meisterleistung, die die Funktionalität dieser uralten Gene bestätigt.

Die so erzeugten Mäuse zeigten hybride Merkmale, sichtbare Beweise für die Anwesenheit der Choanoflagellaten-Gene. Diese funktionale Kontinuität verdeutlicht die evolutionäre Wiederverwendung primitiver Mechanismen in komplexeren Organismen – ein Gedanke, der traditionelle Hypothesen in Frage stellt.

Die Forschung beleuchtet auch die Rolle der Evolution bei der Wiederverwertung alter Gene zur Erfüllung neuer biologischer Bedürfnisse. Sox-Gene, die ursprünglich auf einfache zelluläre Prozesse beschränkt waren, könnten so angepasst worden sein, um die heutigen vielzelligen Organismen zu formen.

Ihre Studie eröffnet neue Perspektiven in der regenerativen Medizin. Das Verständnis, wie diese uralten Gene die Pluripotenz beeinflussen, könnte dazu beitragen, Zellreprogrammierungstechniken zu optimieren, die entscheidend für die Behandlung von Krankheiten wie neurodegenerativen Störungen oder die Regeneration von geschädigtem Gewebe sind.

Diese Entdeckungen markieren einen Wendepunkt in der Erforschung der evolutionären Ursprünge zellulärer Mechanismen. Sie zeigen, dass die Evolution nicht linear, sondern opportunistisch ist: Sie formt das Leben, indem sie alte Strategien wiederverwendet und verbessert.

Was ist Pluripotenz?

Pluripotenz bezeichnet die einzigartige Fähigkeit bestimmter Zellen, sich in jeden beliebigen Zelltyp des Körpers umzuwandeln. Dies ist ein grundlegender Prozess der Entwicklungsbiologie.

Bei Säugetieren tritt sie natürlicherweise in embryonalen Stammzellen auf. Diese Zellen, die ganz am Anfang der Entwicklung vorhanden sind, können die verschiedenen Organe und Gewebe hervorbringen. Dieses Potenzial beruht auf spezifischen Genen wie Sox und POU. Sie fungieren als Schalter, die Mechanismen aktivieren oder deaktivieren, die die Zellen formen.

Das Verständnis der Pluripotenz ermöglicht es, Stammzellen besser zu manipulieren, was vielversprechende Anwendungen bei der Geweberegeneration oder der Behandlung von Krankheiten bietet.