Skip to main content

Molecular mechanisms for the evolution of multicellularity in animals

Article Category

Article available in the folowing languages:

Ewolucja od form jednokomórkowych do organizmów wielokomórkowych

Badania nad kinazą tyrozynową przyniosły nowe informacje na temat tego, w jaki sposób organizmy jednokomórkowe wyewoluowały do zwierzęcych i roślinnych form wielokomórkowych.

Zdrowie

Odpowiedzią ewolucji na złożoność organizmu jest efektywny podział zadań. Organizm jednokomórkowy musi wykonywać wszystkie swoje funkcje życiowe w jednej komórce. Na bardziej złożonym poziomie wielokomórkowym różne zadania mogą być rozdzielane między różne komórki. W ludzkim organizmie znajduje się ponad 100 bilionów komórek! Jednocześnie między komórkami musi istnieć komunikacja i potrzebne są cząsteczki sygnałowe, takie jak kinazy tyrozynowe (TK), które wywołują zmiany w komórkach docelowych. Porównanie genów zwierząt wielokomórkowych z jednokomórkowymi formami ich przodków może doprowadzić do odkrycia mechanizmów genetycznych odpowiedzialnych za ten przełom ewolucyjny. Celem projektu "Mechanizmy molekularne dotyczące ewolucji wielokomórkowości u zwierząt" (MMEMA) było zbadanie rodzin genów kontrolujących funkcje wielokomórkowe. Ogólnie rzecz biorąc, w ramach projektu MMEMA porównano odpowiednie funkcje genów przed i po osiągnięciu formy wielokomórkowej przez organizmy. Do analizy wybrano dwa morskie organizmy jednokomórkowe (protisty) Sphaeroforma arctica (S. arctica) i Capsaspora owczarzaki (C. owczarzaki), ze względu na ich duże podobieństwo do współczesnych zwierząt wielokomórkowych. Badanie polegało na analizie genomicznych różnic między kolonialnymi i jednokomórkowymi formami tych protistów w celu określenia genów odpowiedzialnych za formowanie kolonii. W obrębie kolonii niektóre komórki różnią się od pozostałych i są w pewnym stopniu zróżnicowane. Znaleźć można w niej także wyspecjalizowane komórki rozrodcze. Naukowcy przeanalizowali cały genom C. owczarzaki i wyizolowali ponad 100 TK. W oparciu o tę analizę oraz o analizy genomów z innych badań stwierdzono, że cytoplazmatyczne TK rozwinęły się na długo przed wielokomórkowością. Natomiast receptorowe TK, które odgrywają istotną rolę w różnicowaniu i migracji komórek, różnicowały się niezależnie w każdym zwierzęciu wielokomórkowym. Uczestnikom projektu udało się także sfilmować transformację bliskiego krewnego C. owczarzaki, C. fragrantissima, przy pomocy konstruktu DNA. Na filmie poklatkowym zarejestrowano zsynchronizowany podział jądra w syncytium. Syncytium pełni funkcję pojedynczej skoordynowanej jednostki złożonej z wielu połączonych strukturalnie i funkcjonalnie komórek. Wyniki projektu MMEMA stanowią podstawę do dalszych badań nad rolą funkcji genetycznych w postępie ewolucyjnym. Wyjaśnienie funkcji tych ważnych genów powinno umożliwić poznanie mechanizmów różnicowania komórek oraz nieprawidłowości w różnicowaniu, prowadzących do rozwoju różnych chorób, np. raka.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania