środa, 18 maja 2022

Żądlące komórki meduzy wskazują na bioróżnorodność

 Knidocyty - czyli komórki kłujące - charakterystyczne dla ukwiałów morskich, hydr, koralowców i meduz, które sprawiają, że uważamy na stopy brodząc w oceanie, są również doskonałym modelem do zrozumienia powstawania nowych typów komórek, jak wynika z nowych badań przeprowadzonych w Cornell.


W nowych badaniach, opublikowanych 2 maja w Proceedings of the National Academy of Sciences, Leslie Babonis, adiunkt ekologii i biologii ewolucyjnej w College of Arts and Sciences, wykazała, że te kłujące komórki wyewoluowały poprzez zmianę przeznaczenia neuronu odziedziczonego po przodku preknidarian.


"Te zaskakujące wyniki pokazują, jak nowe geny nabywają nowe funkcje, by napędzać ewolucję bioróżnorodności" - powiedział Babonis. "Sugerują, że kooptacja typów komórek przodków była ważnym źródłem nowych funkcji komórek podczas wczesnej ewolucji zwierząt".


Zrozumienie, w jaki sposób powstają wyspecjalizowane typy komórek, takie jak komórki kłujące, jest jednym z kluczowych wyzwań biologii ewolucyjnej, powiedział Babonis. Od prawie stu lat wiadomo, że knidocyty rozwijają się z puli komórek macierzystych, z których powstają również neurony (komórki mózgu), ale do tej pory nikt nie wiedział, w jaki sposób te komórki macierzyste decydują o powstaniu neuronu lub knidocytu. Zrozumienie tego procesu u żywych knidriowirusów może dostarczyć wskazówek na temat tego, jak doszło do powstania knidocytów - mówi Babonis.


Knidocyty ("cnidos" to po grecku "żądląca pokrzywa"), wspólne dla gatunków należących do różnorodnego gromady Cnidaria, mogą wystrzeliwać toksyczne pałeczki lub kleksy, a także umożliwiać gromadnikom ogłuszanie ofiar lub odstraszanie najeźdźców. Jedynymi zwierzętami, które posiadają knidocyty, są skorupiaki, ale wiele zwierząt ma neurony - mówi Babonis. Babonis i jej koledzy z Whitney Lab for Marine Bioscience na Uniwersytecie Florydy badali gnidowce, a w szczególności ukwiały morskie, aby zrozumieć, w jaki sposób neuron może zostać przeprogramowany w celu stworzenia nowej komórki.


"Jedną z unikalnych cech cnidocytów jest to, że wszystkie one posiadają organelle wybuchowe (małe kieszonki wewnątrz komórki), które zawierają harpun wystrzeliwujący, aby cię użądlić" - powiedział Babonis. "Harpuny te zbudowane są z białka, które również występuje tylko u krasnorostów, tak więc knidocyty wydają się być jednym z najwyraźniejszych przykładów na to, jak powstanie nowego genu (kodującego unikalne białko) może napędzać ewolucję nowego typu komórek".


Wykorzystując genomikę funkcjonalną u ukwiału morskiego Nematostella vectensis, badacze wykazali, że knidocyty powstają poprzez wyłączenie ekspresji neuropeptydu RFamid w podgrupie rozwijających się neuronów i przekształcenie tych komórek w knidocyty. Co więcej, badacze wykazali, że jeden gen regulatorowy, specyficzny dla knidriaty, jest odpowiedzialny zarówno za wyłączenie funkcji neuronalnej tych komórek, jak i za włączenie cech specyficznych dla knidocytów.


Jak powiedział Babonis, neurony i knidocyty mają podobną formę - obie są komórkami wydzielniczymi, zdolnymi do wyrzucania czegoś poza komórkę. Neurony wydzielają neuropeptydy - białka, które szybko przekazują informacje do innych komórek. Knidocyty wydzielają harpuny nasączone trucizną.


"Istnieje jeden gen, który działa jak włącznik światła - gdy jest włączony, powstaje knidocyt, gdy wyłączony - neuron" - powiedział Babonis. "To całkiem prosta logika kontrolowania tożsamości komórek".


Babonis twierdzi, że jest to pierwsze badanie, które wykazało istnienie tej logiki u knidriowate, więc ta cecha prawdopodobnie regulowała sposób, w jaki komórki różniły się od siebie u najwcześniejszych wielokomórkowych zwierząt.


Babonis i jej laboratorium planują w przyszłości badania, których celem będzie sprawdzenie, jak bardzo ten genetyczny przełącznik "off/on" jest rozpowszechniony w tworzeniu nowych typów komórek u zwierząt. W ramach jednego z projektów zostanie na przykład zbadane, czy podobny mechanizm napędza powstawanie nowych komórek wydzielających szkielet u koralowców.


Badania były wspierane przez National Science Foundation i NASA.

Polecamy: businews.pl
itnews24.pl
itlife.pl
ofio.pl
rp.pl

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz

Uwaga: tylko uczestnik tego bloga może przesyłać komentarze.

Żądlące komórki meduzy wskazują na bioróżnorodność

 Knidocyty - czyli komórki kłujące - charakterystyczne dla ukwiałów morskich, hydr, koralowców i meduz, które sprawiają, że uważamy na stopy...