Испанские биологи из Центра геномной регуляции Института науки и технологии в Барселоне обнаружили истоки эволюции нейронов в плактозоа или пластинчатых — морских организмов размером не более миллиметра, возникших на Земле около 800 млн лет назад. Исследование опубликовано в научном журнале Cell.
Пластинчатые обитают в мелких теплых морях и питаются водорослями и микробами, живущими на поверхности камней. Существа настолько просты, что обходятся без каких-либо частей тела или органов. Эти организмы управляют своим поведением за счет пептидергических клеток — особых тканей, выделяющих пептиды, которые контролируют движение или питание плактозоа.
Исследователи составили карту всех типов клеток пластинчатых, отметив их характеристики. Каждый вид клеток выполнял особую роль, которая определяется определенным набором генов.
У пептидергических клеток оказалось много общего с нейронами, которые впервые появились у более продвинутых животных только через 100 млн лет. Межвидовой анализ показал, что эти сходства уникальны для пластинчатых.
Биологи обнаружили, что пептидергические клетки образуются из клеточных заготовок посредством особых сигналов, напоминающих нейрогенез — процесс формирования нейронов. Они также содержат много генных модулей, необходимых для передачи информации.
Наконец, авторы исследования использовали методы машинного обучения, чтобы показать, что типы клеток пластинчатых общаются друг с другом, используя внутриклеточную систему, в которой специфические белки, называемые GPCR (рецепторы, связанные с G-белком), обнаруживают внешние сигналы и запускают серию реакций внутри клетки. Эти внешние сигналы передаются нейропептидами, химическими агентами, используемыми нейронами во многих физиологических процессах.
Авторы исследования полагают, что по мере того, как ученые во всем мире продолжают секвенировать высококачественные геномы различных видов, происхождение нейронов и эволюция других типов клеток станут все более понятными.
Ранее ученые пришли к выводу, что вымирание мамонтов и другой крупной дичи ускорило эволюцию первобытных людей, заставив их изобретать более совершенные орудия охоты.