Męski polip u Hydractinia. Komórki zarodkowe wybarwione na żółto. Męski polip u Hydractinia. Komórki zarodkowe wybarwione na żółto. Timothy Dubuc Swarthmore College
Środowisko

Nieustająca płodność

Naukowcy odkryli gen, odpowiadający za rzadką cechę pewnego morskiego stworzenia.

Hydractinia – włosowate, przezroczyste stworzenie, które buduje kolonie na muszlach kraba pustelnika, cechuje dość dziwny wygląd i warunki życia. Jednak na tym nie kończą się jego dziwactwa. Naukowcy zidentyfikowali kluczowy gen – występujący również u ludzi – który odpowiada za występującą u tego mieszkańca dna morskiego rzadką zdolność nieograniczonego wytwarzania plemników i komórek jajowych. Zdaniem badaczy jest to pierwszy przypadek, w którym wykazano, że jeden gen aktywuje wytwarzanie gamet przez organizm.

Laboratorium w Swarthmore College, którym kieruje biolog Timothy DuBuc, jest jednym z nielicznych zajmujących się badaniem organizmów z rodzaju Hydractinia, które mają wiele genów wspólnych z ludźmi. DuBuc i jego współpracownicy badali nowe sposoby na wycinanie genu o nazwie Tfap2 z DNA embrionów zwierząt i modyfikowanie jego aktywności w wybranych komórkach, co opisano w lutym 2020 r. w czasopiśmie „Science”. Hydractinia ma przezroczyste ciało, dzięki czemu naukowcy mogli łatwo obserwować skutki usunięcia tego genu: po osiągnięciu dojrzałości zwierzęta nie wytwarzały komórek jajowych ani plemników. Zespół potwierdził ponadto, że aktywacja tego genu w komórkach macierzystych u dorosłych organizmów z rodzaju Hydractinia powoduje ich przekształcanie w komórki zarodkowe (będące prekursorami plemników i komórek jajowych) w powtarzającym się bez końca cyklu.

Cassandra Extavour, specjalistka biologii rozwojowej z Harvard University, która nie brała udziału w tym badaniu, uważa je za prawdziwy techniczny przełom. Jej zdaniem autorzy pracy zastosowali różne metody modyfikowania funkcji organizmów rodzaju Hydractinia, a także najprecyzyjniejszy dotychczas protokół edytowania genów dla całego typu parzydełkowców, do których należy Hydractinia i pokrewne organizmy, w tym meduzy i ukwiały.

U innych zwierząt badanych przez naukowców Tfap2 pobudza komórki zarodkowe wyłącznie podczas rozwoju embrionalnego – i gen ten bierze również udział w mnóstwie innych procesów rozwojowych. U ludzi Tfap2 aktywuje określoną grupę komórek zarodkowych tylko raz w okresie rozwoju, umożliwiając wytwarzanie plemników i komórek jajowych. Utrata tych komórek zarodkowych prowadzi do niepłodności, a zaburzenia funkcji Tfap2 wiążą się z chorobami takimi, jak rak jąder i jajników. Obserwacja działania tego genu może według autorów badania pomóc naukowcom lepiej zrozumieć i leczyć nieprawidłowości funkcji rozrodczych u ludzi.

„Dla tych z nas, którzy poszukują podstawowego programu prowadzącego do powstawania komórek zarodkowych, Hydractinia może okazać się właściwym organizmem do prowadzenia takich prac” – mówi DuBuc.

Świat Nauki 8.2020 (300348) z dnia 01.08.2020; Skaner; s. 14

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną