Раскрыт секрет появления многоклеточности: микробы кооперируются через спецсигналы
Новое исследование, опубликованное в Science Advances, обнаружило доказательства электрических сигналов и скоординированного поведения у хоанофлагеллатов (одноклеточные с ядром и одним жгутиком). Это впечатляющий пример клеточной коммуникации, который проливает свет на раннюю эволюцию многоклеточности и нервных систем животных.
Исследователи из Бергенского университета (Норвегия) выявили невероятное разнообразие поведения в колониях хоанофлагеллата Salpingoeca rosetta.
«Мы обнаружили коммуникацию между клетками колоний, которая регулирует форму и движение ресничек по всей колонии в виде розетки», — объясняет первый автор исследования Джеффри Колгрен.
Многоклеточность — это определяющая характеристика всех животных, которая позволяет им взаимодействовать с окружающей средой с помощью интеграции информации от специализированных типов клеток. Например, между нейронами и мышечными клетками.
Для хоанофлагеллатов, обитающих в морских и пресных водах по всему миру, грань между одно- и многоклеточным состоянием менее четкая. Некоторые виды, включая S. rosetta, демонстрируют сложные жизненные циклы, включающие стадии образования колоний. Колонии формируются посредством делений клеток, подобно развивающимся эмбрионам животных, но там нет клеток с разной специализацией.
«S. rosetta — это мощная модель для изучения появления многоклеточности в процессе эволюции животных. Наше исследование показывает, что колониальные хоанофлагелляты координируют свои движения через общие сигнальные пути, что предоставляет захватывающие намеки на ранние сенсоромоторные системы», — говорит руководитель исследования Павел Буркхардт.
Используя новую генетическую технику, позволяющую визуализировать активность кальция в клетках, ученые выяснили, что клетки синхронизируют свое поведение через напряженно-зависимые кальциевые каналы, такие же, которые используются нейронами и мышечными клетками животных.
«Таким образом, то, как информация передается между клетками в колониях хоанофлагеллатов, демонстрирует межклеточную сигнальную систему на пороге многоклеточности», — отмечает Колгрен.
Впечатляющее, открытие подразумевает, что способность координировать движения на уровне отдельных клеток предшествовала появлению первых животных.
