日本京都大学的一项新研究揭示,我们体内流动的血液实际上是古老的遗传遗产。
科学家通过追踪跨物种的遗传蓝图,重建了血细胞庞大的7亿年进化家谱。令人惊叹的发现是?如今我们体内骨髓中细胞成熟的路径,恰好反映了它们如何从数百万年前的单细胞祖先进化而来。
为了揭示这一点,研究人员设计了一种新的分析方法,用于比较不同动物谱系和单细胞生物的基因表达谱。他们希望了解血细胞最初是如何起源的,以及它们如何分化为我们今天所依赖的特化防御细胞。
答案就写在我们的DNA中。
我们的血细胞7亿年进化史。图片来源:京都大学/长幡洋介
古老的遗传遗产
研究团队追踪了一个名为FOS的特定基因——这种基因在现代血细胞中普遍存在——一直追溯到7亿年前生活的一种单细胞生物。
这一时间线与多细胞动物的黎明时期完美吻合。当那些古老的单细胞生物开始聚集在一起形成最早的动物时,它们并非从头开始,而是重新利用了旧的遗传物质来创造第一批血细胞。
在所有人类血细胞中,巨噬细胞最接近那些古老的单细胞祖先。巨噬细胞是吞噬碎屑和病原体的主力军。这强烈表明,地球上最早的血细胞本质上是类似巨噬细胞的侦察兵。
从那时起,进化开始展现创造力。
利用这种新的制图技术,科学家们观察到家谱在漫长的历史中不断分支。首先,肥大细胞从早期的巨噬细胞中分支出来。随后,那些肥大细胞再次分裂,产生了红细胞和原型T细胞。与此同时,原型B细胞则从巨噬细胞谱系中独立分离出来。
每次我们的身体产生新的血细胞,都会回溯时钟,重复这段史诗般的7亿年旅程。
"我对这些发现深感感动,它们代表了我们工作的成果,并表明脊椎动物血细胞的分化途径反映了这些细胞7亿年的进化历史,"研究团队负责人川本博志表示。
第一作者长幡洋介目前在西班牙的进化生物学研究所工作,他对此表示赞同:"当我意识到如此久远的遗传遗产正在我的体内以血细胞的形式循环流动时,我感到与我们的远古祖先更加亲近。"
对抗疾病的遗传蓝图
该研究表明,我们体内循环的血液和免疫细胞本质上是我们古老单细胞祖先所传递的遗传遗产的成功延续。
有趣的是,这种新开发的方法有望用于医学研究,追踪癌症等复杂疾病的进化起源。
研究人员希望通过从进化角度揭示这些疾病的发展过程,深入了解其潜在的细胞机制。
这些见解有望为创新、更有效的治疗方法和治疗策略铺平道路。
这项研究结果于5月25日发表在《美国国家科学院院刊》上。
Mrigakshi是一位科学新闻记者,喜欢撰写有关太空探索、生物学和技术创新的文章。她的作品曾发表在《Nature India》、《Supercluster》、《The Weather Channel》和《Astronomy》等知名出版物上。如有投稿意向,请随时通过电子邮件联系她。
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