นักวิทยาศาสตร์สังเกตเซลล์เดี่ยวกลายเป็นหลายเซลล์

มีปริศนามากมายเกี่ยวกับการเริ่มต้นชีวิตบนโลกที่ยังคงหลบเลี่ยงนักวิทยาศาสตร์ หนึ่งในนั้นคือคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับชีวิตที่ก้าวกระโดดจาก สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เพื่อ หลายเซลล์ สิ่งมหัศจรรย์ที่เราคุ้นเคยในวันนี้ นักวิจัย วิล แรทคลิฟฟ์ ที่ มหาวิทยาลัยมินนิโซตา ต้องการดูว่ากระบวนการนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไรและพบว่าอาจไม่ก้าวกระโดดครั้งใหญ่

ใช้ Saccharomyces cerevisiae , ยังเป็นที่รู้จักกันในนาม โรงเบียร์ยีสต์ (หรือลึกกว่านั้นคือสิ่งที่ทำให้ขนมปังและเบียร์ทำงานได้) Ratcliff ได้ออกแบบการทดลองที่ค่อนข้างง่าย ยีสต์ซึ่งเป็นเชื้อราเซลล์เดียวสามารถสร้างโคโลนีหลายเซลล์ได้ เช่น รา ในการทดลองของเขา Ratcliff ได้วางเซลล์ยีสต์ไว้ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูงเพื่อให้เจริญเติบโต จากนั้นเขาก็วางหลอดทดลองที่เต็มไปด้วยยีสต์ที่กำลังเติบโตลงใน a เครื่องหมุนเหวี่ยง.

การหมุนเหวี่ยงของเครื่องหมุนเหวี่ยงทำให้ยีสต์แยกออกจากกัน โดยมีกระจุกหลายเซลล์ที่หนักกว่าที่ด้านล่างและเซลล์เดี่ยวที่เบากว่าที่ด้านบน ทีมของ Ratcliff คัดแยกยีสต์เซลล์เดียว ย้ายโคโลนีหลายเซลล์ไปยังอาหารเลี้ยงเชื้อสด และทำกระบวนการซ้ำ สิ่งนี้ดำเนินไปเป็นเวลา 60 วัน และในช่วงเวลาสั้นๆ นั้น Ratcliff ได้เห็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่

แทนที่จะเป็นอาณานิคมขนาดเล็กและเซลล์เดียว ยีสต์เริ่มก่อตัวเป็นกลุ่มใหญ่และซับซ้อน โมเสกของเซลล์หลายร้อยเซลล์เหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงการสุ่มเช่นกัน พวกเขาเป็นกลุ่มของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับพันธุกรรมซึ่งยังคงติดอยู่หลังจากแบ่ง ที่น่าตื่นเต้นยิ่งกว่านั้น Ratcliff ตั้งข้อสังเกตว่าเมื่อกระจุกไปถึงขนาดวิกฤต เซลล์ต่างๆ จะเริ่มตายและกระจุกตัวจะแตกออกจากกัน

ห่างไกลจากความล้มเหลว กระบวนการของการตายของเซลล์นี้เรียกว่า อะพอพโทซิส — แบ่งอาณานิคมออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่เติบโตต่อไป ผลที่ตามมา การแตกของอาณานิคมทำให้เกิดอาณานิคมใหม่ เหมือนกับรูปแบบของการสืบพันธุ์ มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ คำพูด Ratcliff กล่าวว่ากระบวนการนี้เป็นข้อสังเกตที่สำคัญ:

Ratcliff กล่าวว่าคลัสเตอร์เพียงอย่างเดียวไม่ใช่หลายเซลล์ แต่เมื่อเซลล์ในคลัสเตอร์ร่วมมือกัน เสียสละเพื่อประโยชน์ส่วนรวม และปรับตัวเพื่อการเปลี่ยนแปลง นั่นคือการเปลี่ยนแปลงเชิงวิวัฒนาการไปสู่ความเป็นหลายเซลล์

การทดลองที่ง่ายอย่างน่าประหลาดใจของ Ratcliff อาจแนะนำว่ากระบวนการบรรลุความเป็นเซลล์หลายเซลล์นั้นง่ายกว่าที่เคยคิดไว้มาก อย่างไรก็ตาม งานของเขาสามารถนำไปใช้ได้จริงเช่นกัน ด้วยการใช้บันทึกของเขาเกี่ยวกับยีสต์หลายเซลล์ เขาวางแผนที่จะตรวจสอบว่าการดัดแปลงใดมีส่วนทำให้เซลล์เดี่ยวกลายเป็นเซลล์หลายเซลล์ร่วมกัน ตัวอย่างเช่น การระบุยีนที่ยอมให้มีพฤติกรรมเช่นนี้ สามารถนำมาใช้เพื่อทำความเข้าใจมะเร็งได้ดีขึ้น

นอกเหนือจากการวิจัยในอนาคต Ratcliff และทีมของเขาได้บรรลุผลลัพธ์ที่น่าทึ่งแล้ว งานของพวกเขาได้กระจ่างเกี่ยวกับจุดเปลี่ยนที่สำคัญในประวัติศาสตร์ของทุกชีวิตบนโลกใบนี้

( มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ผ่าน จักรวาลวันนี้ , เครดิตภาพ Will Ratcliff และ Mike Travisano)

เกี่ยวข้องกับความสนใจของคุณ