在《自然通讯》上发表的一项令人印象深刻的成就中，一个全球科学家团队成功创造了可以发育成完全形成的小鼠的鼠干细胞。他们利用了一种单细胞生物的遗传成分，这种生物与所有动物有一个共同的祖先，时间比所有动物更早，以完成这一壮举。这一重要发现改变了我们对干细胞遗传基础的理解，并阐明了现代动物与它们古老单细胞祖先之间的进化联系。
在一项仿佛科幻小说的开创性实验中，来自伦敦玛丽皇后大学的亚历克斯·德·门多萨博士与来自香港大学的研究人员一起，使用了来自与动物密切相关的单细胞生物——摆动鞭毛藻的一个基因，产生了最终衍生出活体小鼠的干细胞。摆动鞭毛藻被认为是动物最近的生存亲属，其基因组中含有Sox和POU基因的版本，这些基因对于使哺乳动物干细胞保持多能性——即细胞分化为任何细胞类型的能力——至关重要。这一令人惊讶的发现与长期以来对这些基因仅在动物内进化的信念相矛盾。
德·门多萨博士表示：“用我们单细胞亲属的分子工具创造出一只小鼠，代表了近十亿年进化中功能的惊人延续。我们的研究表明，与干细胞发育相关的重要基因可能在干细胞本身出现之前就已经出现，可能为我们今天所知的多细胞生命的进化做出了贡献。”
2012年授予山中伸弥的诺贝尔奖揭示了干细胞可以通过激活包括一个Sox基因（Sox2）和一个POU基因（Oct4）在内的四个关键因子，从“分化”细胞中得到。在本研究中，通过与香港大学/ 转化干细胞生物学中心的拉尔夫·贾赫博士的实验室合作，团队将摆动鞭毛藻的Sox基因引入小鼠细胞，有效替代了本土的Sox2基因，并诱导其重编程为多能干细胞状态。为了确认这些重编程细胞的功能，它们被注入一个发育中的小鼠胚胎中。最终产生的嵌合小鼠展示了原始胚胎和实验室生成的干细胞的特征，如黑色毛发的斑块和黑色眼睛，证明了这些古老基因在使干细胞与动物的发育过程保持一致中的关键作用。
研究概述了如何利用与DNA结合并调控其他基因的Sox和POU蛋白的原始版本，单细胞祖先为后来成为干细胞形成和动物发展的重要功能所用。“虽然摆动鞭毛藻没有干细胞，因为它们是单细胞生物，但它们具有可能管理基本细胞功能的基因，这些功能多细胞动物可能后来适应用于构建复杂的身体，”德·门多萨博士指出。
这一创新的见解突显了遗传机制的进化灵活性，表明早期生命形式可能在真正的多细胞生物出现之前采用了类似的策略来促进细胞专门化，同时强调了基因回收在进化中的重要性。
这一发现不仅在进化生物学中具有相关性，还可能导致再生医学的突破。通过增强我们对干细胞机制演变的理解，科学家们可能会发现新的方法来改善干细胞治疗和提高重编程技术，以治疗疾病或修复受损组织。
贾赫博士评论道：“探索这些遗传机制的古老起源使我们能够以更深刻的理解进行创新，了解如何调整或增强多能性过程。”他补充说，未来的进展可能源于对这些基因的合成变体进行实验，这些变体在特定情况下可能超越本土动物基因。
