Ewolucja mezodermy a złożoność zwierząt
Bardziej rozwinięte zwierzęta mają trzy listki zarodkowe, a mniej złożone dwa listki zarodkowe. Różnica polega na obecności mezodermy, która daje początek ważnym organom, w tym układowi szkieletowemu, mięśniowemu i naczyniowemu. Badanie grupy parzydełkowców, w której skład wchodzą meduzy i ukwiały, sugeruje, że mezoderma wyewoluowała z wewnętrznego listka zarodkowego, endodermy. Porównanie sieci genetycznych różnych zwierząt dowiodło, że nowa warstwa, jaką była mezoderma, ma swój początek w genach wirków bezjelitowych. W ramach projektu MESODERM EVOLUTION (The development and evolution of the mesoderm in basal bilaterian acoel worms), finansowanego ze środków UE, badano rozwój mezodermy u gatunku Isodiametra pulchra (I. pulchra). Do wykorzystanych technik należy analiza mapy losu i badania ekspresji genów. Dokonano także porównania genomu i transkryptomu z pokrewnymi gatunkami Nemertoderma i Xenoturbella. Uczeni opracowali bardziej szczegółową mapę losu na podstawie wcześniejszych badań, używając obrazowania konfokalnego żywych, znakowanych fluorescencyjnie organizmów. Badanie ekspresji czynników transkrypcyjnych mezodermy ujawniło, że znajduje się w nich tylko niewielka liczba typów komórek. Wskazywałoby to, że części funkcjonalne organów zbudowanych z mezodermy muszą być tworzone w sposób wtórny. Kluczowym czynnikiem w rozwoju jest także moment ekspresji genów. Naukowcy uczestniczący w projekcie MESODERM EVOLUTION określili tempo ekspresji w kilkunastu stadiach rozwoju. Specyficzne dla tkanek transkryptomy pomogą w ustaleniu genów odpowiedzialnych za powstawanie mezodermy. Aby zidentyfikować określone funkcje genów, a tym samym zbudować genetyczną sieć regulacyjną, zespół opracował metody inferencji RNA. Badaczom udało się przeprowadzić knockdown ekspresji niektórych genów, co pomoże w zidentyfikowaniu ich indywidualnych funkcji. Uczestnicy projektu wykorzystali biologię molekularną, aby uzyskać obraz genetycznych sieci regulacyjnych. Dzięki temu uzyskaliśmy pełniejszą wiedzę na temat tego, jak rozwojowe zmiany ewolucyjne mogą skutkować zmianami w budowie organizmu. Ta ważna wiedza o ewolucji złożonych organizmów zwierzęcych może zostać wykorzystana przez inne zespoły badawcze.
Słowa kluczowe
Mezoderma, złożoność organizmu zwierzęcego, ewolucja, sieci genetyczne, wirki bezjelitowe
