První zvířata se vyvinula ze svých jednobuněčných předků asi před 800 miliony let, ale nové důkazy naznačují, že tento skok k mnohobuněčným organismům ve stromu života nemusel být tak dramatický, jak vědci kdysi předpokládali. V článku o vývojových buňkách publikovaném 13. října výzkumníci prokázali, že jednobuněčný předchůdce zvířat již pravděpodobně měl některé z mechanismů, které dnes živočišné buňky používají k vývoji do různých typů tkání.
„Díváme se do minulosti na evoluční přechod, který byl důležitý pro původ všech zvířat,“vysvětluje Iñaki Ruiz-Trillo, evoluční biolog z Institutu evoluční biologie v Barceloně, Španělsko."Ukazujeme, že tyto rané organismy již měly nějaké chování, o kterém jsme si kdysi mysleli, že je pouze u mnohobuněčných zvířat. Odtud by to byl jednodušší evoluční skok."
Vědci studovali jednobuněčnou amébu zvanou Capsaspora owczarzaki, která je blízkým příbuzným dnešních mnohobuněčných zvířat. Capsaspora byla původně objevena žijící uvnitř sladkovodního hlemýždě a byla použita skupinou Ruize-Trilla, aby se dozvěděla více o evoluci zvířat. Ruiz-Trillo a jeho tým sekvenovali genom Capsaspora v dřívějším projektu a zjistili, že améba obsahuje mnoho genů, které u zvířat souvisí s mnohobuněčnými funkcemi.
Jako jednobuněčný organismus nemůže Capsaspora mít více různých typů buněk současně jako lidé. Jediná Capsaspora však v průběhu času mění svůj buněčný typ a během svého životního cyklu přechází z osamělé améby na agregovanou kolonii buněk do odolné cystické formy. Tato nová studie zkoumala, zda Capsaspora používá stejné mechanismy k řízení diferenciace buněk v průběhu času, jaké zvířata používají k řízení vývoje buněk v různých tkáních.
Ve spolupráci s týmem Eduarda Sabidó z proteomické jednotky Centra pro genomickou regulaci a Universitat Pompeu Fabra vědci analyzovali proteiny v Capsaspoře, aby určili, jak může organismus regulovat své vnitřní buněčné procesy v různých životech. etapy. "Proteomika založená na hmotnostní spektrometrii nám umožňuje měřit, které proteiny jsou exprimovány a jak jsou modifikovány," říká Sabidó. "Intracelulární signalizace závisí na těchto modifikacích proteinů - takže provedením těchto analýz víme nejen to, co je v buňce, ale také to, jak se buňka organizuje a vnitřně komunikuje."
Výzkumníci zjistili, že od jednoho stadia k druhému prochází řada proteinů Capsaspora rozsáhlými změnami a organismus k regulaci těchto buněčných procesů používá mnoho stejných nástrojů jako mnohobuněční živočichové. Například Capsaspora aktivovala transkripční faktory a tyrosin-kinázový signální systém v různých stádiích pro regulaci tvorby proteinů. "Jsou to stejné mechanismy, které zvířata používají k odlišení jednoho buněčného typu od druhého, ale nebyly dosud pozorovány u jednobuněčných organismů," říká Ruiz-Trillo.
Přítomnost těchto nástrojů pro regulaci bílkovin v Capsaspoře i zvířatech znamená, že jednobuněčný předchůdce všech zvířat pravděpodobně také vlastnil tyto systémy – a byl složitější, než tomu vědci dříve připisovali uznání. "Předchůdce již měl nástroje, které buňka potřebovala k diferenciaci do různých tkání," říká Sabidó. "Buňky, které byly před zvířaty, byly na tento skok víceméně připraveny."
