Старые гены сохраняют морских анемонов вечно молодыми

Генетический «отпечаток пальца» морского анемона Nematostella vectensis показывает, что представители этого эволюционно очень древнего типа животных используют для дифференцировки типов нейрональных клеток те же каскады генов, что и более сложные организмы. Эти гены также ответственны за баланс всех клеток в организме на протяжении всей жизни анемона. Результаты были опубликованы командой биологов развития под руководством Ульриха Технау из Венского университета в Cell Reports.

Отпечаток единичной клетки ведёт к общим предкам

Исследовательская группа под руководством эволюционного биолога развития Ульриха Технау расшифровала разнообразие и эволюцию всех типов нервных и железистых клеток, а также их происхождение у морского анемона Nematostella vectensis. Для этого они использовали single cell transcriptomics — метод, который произвёл революцию в биомедицине и эволюционной биологии за последнее десятилетие.

В исследовании клетки с перекрывающимся «отпечатком» были сгруппированы. Это позволило учёным различать определённые типы клеток или клетки на переходных стадиях развития, каждый с уникальными комбинациями экспрессии генов. К удивлению исследователей, вопреки более ранним предположениям, нейроны, железистые клетки и другие сенсорные клетки происходят из одной общей популяции клеток-предшественников, что было подтверждено генетическим мечением у живых животных.

Древний ген в постоянном использовании

Один ген играет особую роль в развитии этих общих клеток-предшественников. SoxC экспрессируется во всех клетках-предшественниках нейронов, железистых клеток и книдоцитов и необходим для формирования всех этих типов клеток, что авторы дополнительно показали в knockout-экспериментах.

«Интересно, что этот ген не является незнакомцем: он также играет важную роль в формировании нервной системы у людей и многих других животных, что, наряду с другими данными, показывает, что эти ключевые регуляторные механизмы дифференцировки нервных клеток, по-видимому, консервативны во всём животном царстве», — говорит Технау.

Сравнивая разные стадии жизни, авторы также обнаружили, что у морских анемонов генетические процессы развития нейронов поддерживаются от эмбриона до взрослого организма, тем самым способствуя балансу нейронов на протяжении всей жизни Nematostella vectensis. Это примечательно, потому что, в отличие от людей, морские анемоны могут заменять утраченные или повреждённые нейроны на протяжении всей своей жизни.