از آنجا که سلول‌های بنیادی قابلیت تمایز به انواع مختلف سلول‌ها را طی تکامل اولیه دارا هستند، تحقیقات سلول‌های بنیادی رویانی بینش منحصر به فردی در ارتباط با چگونگی تکامل یک ارگان از یک سلول واحد ارائه می‌دهند. دانشمندان برای اولین بار توانستند رویان موش را به صورت کاملا مصنوعی ایجاد کنند.
نقش سلول‌های بنیادی در تکامل موجودات زنده حیاتی است. در مراحل اولیه تکامل، این سلول‌ها کلیت موجود زنده را به وجود می‌آورند و تمامی بافت‌های بدن و تمامی ارگان‌ها نظیر قلب، ریه و پوست از این سلول‌ها ایجاد می‌شوند. طی ۳ تا ۵ روز اولیه تکامل، رویان انسان یا پستاندار، بلاستوسیست نامیده می‌شود. بلاستوسیست از سلول‌های بنیادی رویانی (ESCs) تشکیل شده که پس از بارور شدن تخمک با اسپرم، از تخم به وجود آمده‌اند.
همچنین بلاستوسیست دارای سلول‌های بنیادی تروفوبلاستی (TSCs) تشکیل دهنده جفت و سلول‌های بنیادی اولیه اندودرمی سازنده کیسه زرده است. کیسه زرده کیسه‌ای غشایی است که موادمغذی موردنیاز رویان را قبل از تشکیل جفت تامین می‌کند.
سلول‌های بنیادی در جهت تشکیل ساختار رویانی یکدیگر را هدایت می‌کنند
در این پژوهش، پروفسور Zernicka-Goetz و تیمش از ESCها و TSCهای اصلاح شده ژنتیکی به همراه ماتریکس خارج سلولی (ECM) استفاده کردند. ماتریکس جزء غیرسلولی موجود در تمامی بافت‌ها و ارگان‌هاست که به عنوان داربست سلولی عمل کرده و واکنش‌های شیمیایی لازم در جهت تمایز سلول‌ها به بافت‌ها و ارگان‌ها را تسهیل می‌کند.
محققان یافتند که این سه جزء در تعامل با یکدیگر به صورت یک ساختار خودساخته سازمان می‌یابند که دارای ویژگی‌های رویان طبیعی است.
پروفسور Zernicka در توضیح یافته‌ها بیان می‌کند:
سلول‌های داخل و خارج رویانی در تعامل با یکدیگر سازمانی به شکل و رفتار رویان ایجاد می‌کنند. این ساختار دارای نواحی دقیق آناتومیکی است که در زمان و موقعیت مناسب تکامل می‌یابند. ما می‌دانیم که واکنش‌های میان انواع مختلف سلول‌های بنیادی در تکامل اهمیت دارند اما نکته قابل توجه آن است که پژوهش جدید ما یک مشارکت واقعی را در این زمینه نشان می‌دهد؛ به راستی این سلول‌ها همدیگر را هدایت می‌کنند. بدون این مشارکت، تکامل صحیح شکل و مورفولوژی و فعالیت زمانی دقیق مکانیسم‌های زیستی کلیدی با مشکل مواجه می‌شود.
تشکیل ساختار رویانی مصنوعی دیدگاه‌های جدیدی نسبت به فرآیند تکامل رویان طبیعی ایجاد کرد. پروفسور Zernicka و همکارانش رویانی مصنوعی مشاهده کردند که از الگوی تکامل رویان طبیعی پیروی می‌کرد.
یافته‌های پژوهش به درک چگونگی تکامل رویان انسانی کمک می‌کند
این دیدگاه‌کلید درک تکامل انسان در مراحل اولیه رویانی است. دکتر Andrew Chisholm رئیس بخش علوم سلولی-تکاملی Wellcome Trust توضیح می‌دهد:
این پژوهش جالب در ایجاد رویان موش یک نگاه اجمالی در رابطه با نخستین مراحل تکامل پستانداران ارائه می‌دهد. در حالت نظری، روش‌های مشابه می‌توانند روزی به منظور مطالعه تکامل انسانی و تبیین نقش محیط مادری در سلامت و ناهنجاری‌های مادرزادی به کار گرفته شوند.
سازمان Wellcome Trust و شورای تحقیقات اروپا حامیان مالی اصلی این پروژه بودند. پروفسور Zernicka در کنار این پژوهش، تحقیقات دیگری در زمینه تکامل رویان انسانی انجام داده است. او اخیرا با رشد دادن رویان انسان برای اولین بار در مراحل لانه‌گزینی در شرایط آزمایشگاهی، به موفقیت ارزنده‌ای دست یافته است. او امیدوار است بتواند به دانشمندان عرصه تحقیقات رویان انسانی در غلبه به یکی از موانع این زمینه (عدم وجود تعداد کافی جنین در دسترس) کمک کند. وی بیان می‌کند:
به عقیده ما بسیاری از فرآیندهای تکاملی ۱۴ روز اول رویان موش در رابطه با سلول‌های بنیادی داخل و خارج رویانی قابل تعمیم به رویان انسانی است. این امر امکان مطالعه وقایع کلیدی این مرحله مهم توسعه انسانی را بدون نیاز به کار بر روی رویان انسان فراهم می‌سازد. با آگاهی از چگونگی تکامل نرمال، قادر به درک اشتباهات رخ داده در ایم مرحله خواهیم بود.
