A primitív mikroba modellt kínál az állatok evolúciójához

A primitív mikroba modellt kínál az állatok evolúciójához
A primitív mikroba modellt kínál az állatok evolúciójához
Anonim

2001. december 18. – Egy mikroorganizmus, amelynek evolúciós gyökerei az első többsejtű állatok korába vezethetők vissza, bepillantást nyújthat abba, hogy az egysejtű szervezetek hogyan hajtottak végre kritikus evolúciós ugrást.

Az egysejtű choanoflagellátok elemzése során a tudósok felfedezték, hogy az organizmusok olyan típusú molekuláris érzékelőkkel rendelkeznek, amelyek általában a többsejtű állatokban találhatók. Ez az első alkalom, hogy ilyen érzékelőt, úgynevezett receptor tirozin kinázt találtak egysejtű szervezetben – mondta Sean B. Carroll, a Madisoni Wisconsini Egyetem Howard Hughes Orvosi Intézetének kutatója.Carroll és Nicole King wisconsini kolléga a Proceedings of the National Academy of Sciences 2001. december 18-i számában számolt be megállapításairól.

A Choanoflagellates egysejtű protisták körülbelül 150 fajból álló csoportja, amelyek ostorszerű flagellum segítségével úsznak és táplálkoznak. Ezt a flagellumot szorosan egymásra rakott, ujjszerű mikrobolyhok köre veszi körül, amelyek kiszűrik az ételt a vízből. A tudósok régóta gyanítják, hogy a choanoflagellátok modern példái lehetnek annak, hogyan néztek ki a többsejtű állatok vagy metazoák ősei.

És a közvetett bizonyítékok, amelyek alátámasztották ezt az elképzelést, meggyőzőek voltak – a choanoflagellátok majdnem azonosak a táplálékgyűjtést is végző szivacsokban lévő choanocitáknak nevezett sejtekkel, és egyes choanoflagellát-fajok hajlamosak kolóniák kialakítására.

"A létező tudományos irodalom azonban ellentmondásos vagy kétértelmű azzal kapcsolatban, hogy ezek a protisták az állatok legközelebbi élő rokonai-e anélkül, hogy valójában állatok lennének" - mondta Carroll."Így Nicole King azt javasolta, hogy fedezzünk fel olyan fehérjeszekvenciákat, amelyeket korábban nem vizsgáltak, és amelyek egyértelműen alátámaszthatják a choanoflagellátok és az állatok közötti kapcsolatot."

A kutatók először egy choanoflagellát-faj, a Monosiga brevicollis génjeit hasonlították össze négy olyan állati génnel, amelyek olyan fehérjéket expresszálnak, amelyek az egész állatvilágban erősen konzerváltak. Ezeket a szerkezeti fehérjéket – úgynevezett elongációs faktor 2, alfa-tubulin, béta-tubulin és aktin – széles körben használják molekuláris markerekként a fajok közötti kapcsolatok feltárására.

"A choanoflagellate és az állati gének szekvenciáinak összehasonlítása során sokkal tisztább statisztikai jelet kaptunk, mint ahogyan azt vártuk, hogy rokonságban állnak egymással" - mondta Carroll. Az összehasonlítások jelentik az eddigi legerősebb szekvencia-alapú alátámasztást a choanoflagellátok és a metazoánok közötti rokonság hipotéziséhez – mondta. Biztosak voltak abban, hogy rokonságot létesítettek az organizmusok között, a kutatók ezután megvizsgálták a choanoflagellate genomban az állatokkal kapcsolatos géneket.

"Ez egy sörétes megközelítés volt, de a génkeresésünket néhány olyan molekulatípusra hangoltuk, amelyeket a metazoánon kívül nem találtak meg" - mondta Carroll. A kutatás a sejtadhézióban és a sejtjelátvitelben részt vevő molekulákra összpontosított, amelyek az egysejtű szervezetektől nem várhatók el, mondta Carroll.

"A megszerzett több száz gyakori génszekvencia közül felbukkant ez a receptor tirozin-kináz, egy olyan molekula, amelyet a metazoánon kívül még soha nem találtak meg" - mondta Carroll.

A receptor tirozin kinázok olyan molekuláris érzékelők, amelyek a sejtmembránban helyezkednek el. Amikor egy külső vegyszer csatlakozik a receptorhoz, mint egy kulcs a zárhoz, egy jelátviteli útvonal aktiválódik a sejt belsejében. Az MBRTK1 nevű receptor tirozin kináz felfedezése azért fontos, mert ez azt jelenti, hogy a choanoflagellátok kifejlesztettek néhány olyan gépezetet, amely ahhoz szükséges, hogy az állati sejtekhez hasonlóan kölcsönhatásba lépjenek egymással, mondta Carroll.

Az MBRTK1 fehérje további elemzése és szerkezetének összehasonlítása más organizmusok kinázaival fontos evolúciós betekintést nyerhet. "Szeretnénk tudni, hogy ez a fehérje lehet-e alapító tagja ennek a molekulaosztálynak – egy közös ősnek, amely az állatok evolúciójának előestéjén jelent meg" – mondta Carroll. Azt is mondta, hogy a tudósok azt remélik, hogy nyomon követhetik az MBRTK1 által aktivált jelátviteli útvonalat, hogy megértsék, milyen hatást vált ki a külső jel a choanoflagellátban.

„Általában ezek a felfedezések megbizonyosodtunk arról, hogy a megfelelő szervezetet választottuk ki, hogy megértsük, mi történt az állatok evolúciójának előestéjén” – mondta Carroll. "Így úgy gondoljuk, hogy több elemét is felfedezhetjük ebben a szervezetben annak a genetikai eszköztárnak, amelyet az állatok először használtak állatok felépítéséhez."

Carroll szerint a choanoflagellátokkal kapcsolatos tanulmányok fontos részét képezik laboratóriuma állatfejlődési vizsgálatainak.Ennek a kutatásnak a témája tükröződik Carroll új könyvében is, a From DNA to Diversity: Molecular Genetics and the Evolution of Animal Design, amelyet Jennifer Grenierrel és Scott Weatherbee-vel írt (Blackwell Science Publications, 2001).

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei