Генетики поддержали кандидата на общего предка всех многоклеточных Налаштування

[Rilian]

Есть много признаков, указывающих на древность хоанофлагеллат, а также на то, что они или, по крайней мере, их прямые предки являлись переходным звеном от простейших (Protozoa) к многоклеточным (Metazoa). Пример: схожесть этих организмов с отдельными клетками в морских губках или их способность, в отличие от других жгутиковых (Flagellata), использовать свой "хвостик" для маневрирования в воде (иллюстрация с сайта microbewiki.kenyon.edu).

Может ли быть что-то общее у людей и одноклеточных? "Может", – считают генетики: новое исследование хоанофлагеллат (Choanoflagellata), опубликованное в журнале PNAS, утверждает, что у этого отряда простейших присутствует биохимический аппарат, ответственный за обеспечение связи между клетками. Такой же, как и у более сложных организмов, в том числе и человека.

Группа учёных из США и Германии считает, что открытый у Choanoflagellata белковый комплекс может свидетельствовать о том, что они (или их далёкие предки) были важнейшим переходным звеном эволюции.

Возникновение многоклеточных – одна из самых значительных вех в истории жизни, однако никаких конкретных следов этого события (окаменелостей "недостающего звена", например) до сих пор обнаружено не было.

Но можно попытаться решить эту проблему с другой стороны: геном древних переходных организмов теоретически возможно реконструировать, расшифровав наследственные комбинации ближайших "родственников".

Традиционно на эту роль претендовали хоанофлагеллаты – одноклеточные, у которых уже обнаруживали гены, кодирующие белки, необходимые в том числе для многоклеточных организмов.

Учёные решили проанализировать расшифрованную ранее ДНК хлоанофлагеллат и обнаружили в их генетической комбинации последовательности, необходимые для производства трёх типов молекул, модифицирующих белки, ответственные за обмен данными между клетками.

Жизнедеятельность многоклеточного организма невозможна без скоординированного функционирования многочисленных биологических катализаторов – ферментов. Большая группа ферментов – протеинкиназы – катализирует перенос концевого остатка фосфата с "молекулы жизни" АТФ на различные группы в структуре белка. В свою очередь один из пяти классов протеинкиназ переносит концевой остаток на группу тирозина. Это и есть наш случай. Тирозинкиназа (TyrK) "пишет" сообщение, белковый домен Src Homolgy 2 (SH2) "читает" его, а тирозин-фосфатаза "удаляет" после "прочтения" (иллюстрация David Pincus et al.).

Без такого механизма наши клетки были бы не способны обрабатывать биохимические сообщения, поступающие в их "почтовый ящик", а мы не могли бы дышать, размножаться, расщеплять пищу и ещё много чего делать.

До сих пор не удавалось выделить у простейших все три молекулы, обеспечивающие межклеточный обмен информацией. Последний, в общем-то, им и без надобности по логике вещей. С кем "общаться"-то?

Однако авторам исследования всё-таки удалось найти этот белковый комплекс – у хоанофлагеллат. По мнению учёных, его возникновение привело к появлению "общения" у клеток и, в конечном счёте, к возникновению многоклеточных организмов.

"Вероятно, именно так и эволюционировали простейшие, — говорит соавтор исследования Уэнделл Лим (Wendell Lim) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco). – Впрочем, возможно, что и у самих хоанофлагеллат был более древний предок, у которого впервые появились обнаруженные нами сигнальные молекулы".

А по мнению ведущего автора исследования Дэвида Пинкуса (David Pincus), появление возможностей для обмена данными значительно подстегнуло эволюцию, поскольку стали доступны каналы связи для создания сколь угодно сложных биологических конструкций, в том числе и нас с вами.

Читайте также о том, как могли возникнуть первые живые клетки, или о том, как американцы создали синтетическую клетку, способную к работе с настоящими генами.