Ihmisen ruumis alkaa kehittyä alkion kantasoluista, mutta miten tuloksena lopulta on sadoista erilaisista soluista koostuva rakenne?

Karoliinisen instituutin ja Harvardin lääketieteellisen yliopiston tutkimuksen perusteella solut valmistautuvat erilaisiin kehityspolkuihinsa ja itse asiassa tekevät useita valintoja matkalla tiettyyn käyttötarkoitukseen keskittyneeksi soluksi. Solut siis ikään kuin itse valitsevat useista eri mahdollisuuksista oman kohtalonsa – kenties jopa sen, muuntuuko solu pahanlaatuiseksi.

Tutkijat käyttivät yhden solun sekvensointimenetelmää selvittääkseen solujen kehityskaaren ja sen, millaisia geneettisiä muutoksia soluissa sen aikana tapahtuu. He havaitsivat, että kehityskaarta voisi mallintaa päätöksentekopuulla, sillä se sisältää useita haaroja, joissa solut joutuvat valitsemaan kahden muuttujan välillä.

Esimerkiksi hermostopienan solut joutuvat ensimmäisessä haarassa valitsemaan, tuleeko niistä hermosoluja vai kehittyykö se joksikin muuksi solutyypiksi. Toisessa haarassa päätös pitää tehdä sen väliltä, jatkaako solu tietään hermotukisoluksi vai neuroniksi.

Tällaisia valintatilanteita solu kohtaa niin kauan, kunnes se on erilaistunut tiettyyn toimintaan.

Tutkimuksessa havaittiin myös, että soluissa on kilpailevia geneettisiä ohjelmia, jotka työntävät soluja samanaikaisesti erilaisiin kehityspolkuihin. Joka kerta, kun solu tekee päätöksiä, yksi geneettinen ohjelma heikkenee ja toinen vahvistuu.

Tutkijat arvelevat, että solun tekemiä valintoja ohjaavat todennäköisesti sen ympäristöstä tulevat signaalit. Ristiriitaiset signaalit valmistavat solut useisiin erilaisiin lopputulemiin. Vasta aivan kehityspolun lopussa solulle jää vain yksi vaihtoehto valittavaksi, tutkija Igor Adameyko sanoo tiedotteessa.

Tutkimustuloksista toivotaan nyt apua sen selvittämisessä, mikä menee pieleen silloin, kun solu muuttuukin pahanlaatuiseksi. Adameykon mukaan esimerkiksi syövän kehittymiseen johtavat solutason tapahtumat ovat tutkijoille yhä jokseenkin mysteeri.

– Tutkimustuloksemme antaa viitteitä siitä, että solun laskuvirheet saattavat jumittaa solun kehityspolun virheelliseen tilaan.