Жгучие клетки медуз проливают свет на раннюю эволюцию животных
Книдоциты - это специализированные стрекательные клетки, которые выстреливают ядовитым "гарпуном" в неосторожного человека. Эти клетки характерны для медуз, анемон, кораллов и гидр, известных под общим названием книдарии.
Новое исследование Корнельского университета показывает, что снидоциты могут быть важны для понимания происхождения новых типов клеток с эволюционной точки зрения. Исследование, проведенное под руководством профессора Лесли Бабониса, показало, что цнидоциты произошли от нейронов, обнаруженных у предкового животного, существовавшего до цнидарий.
"Эти удивительные результаты демонстрируют, как новые гены приобретают новые функции, чтобы стимулировать эволюцию биоразнообразия", - сказал Бабонис. "Они предполагают, что кооптация предковых типов клеток была важным источником новых клеточных функций во время ранней эволюции животных".
Интересно, что во время развития цинидарий стволовые клетки "решают" стать либо нейронами, либо цинидоцитами, демонстрируя эволюционную историю последних. Нейроны есть у многих животных, но стрекательные клетки совершенно уникальны для книдарий. Бабонис и его коллеги решили изучить морских анемонов, чтобы выяснить, как нейрон может быть перепрограммирован, чтобы стать снидоцитом.
"Одна из уникальных особенностей снидоцитов заключается в том, что все они имеют взрывную органеллу (маленький карман внутри клетки), содержащую гарпун, который выстреливает, чтобы ужалить вас", - говорит Бабонис. "Эти гарпуны сделаны из белка, который также встречается только у книдарий, поэтому книдоциты, похоже, являются одним из самых ярких примеров того, как возникновение нового гена (который кодирует уникальный белок) может привести к эволюции нового типа клеток"
Изучив геномику морской анемоны, ученые смогли определить, что стрекательные клетки развиваются благодаря тому, что один ген выключает экспрессию нейропептида. Более того, один ген выключает функцию нейрона и включает развитие клетки жала.
"Есть один ген, который действует как выключатель - когда он включен, вы получаете снидоцит, когда выключен - нейрон", - сказал Бабонис. "Это довольно простая логика для контроля идентичности клеток"
Исследователи планируют распространить свое исследование на других животных, чтобы увидеть, насколько распространен простой генетический переключатель "вкл/выкл" в развитии новых типов клеток.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
