Древнейшее животное, вероятно, использовало химическую сигнализацию для перехода к многоклеточности

Согласно исследованию под руководством учёного из Индианского университета в Блумингтоне, древнейшее животное, вероятно, использовало химическую сигнализацию для эволюции от одноклеточного организма к многоклеточному. Результаты дают новую информацию о том, как, вероятно, произошёл один из крупнейших переходов в истории жизни на Земле.

Исследование возглавил Дж. П. Гердт, доцент химии в Колледже искусств и наук IU Блумингтон, вместе с Нурией Рос-Рочер из Института эволюционной биологии в Барселоне, Испания. Их результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

В исследовании изучали одного из ближайших ныне живущих родственников животных — Capsaspora owczarzaki, который обитает в улитках. Capsaspora может формировать многоклеточные агрегаты — кластеры клеток, которые слипаются друг с другом, — подобно губкам или гидрам.

Чтобы провести исследование, учёные систематически добавляли и удаляли компоненты жидкой питательной среды для Capsaspora, чтобы определить, какие из них регулируют слипание клеток. Они обнаружили, что ионы кальция и липиды стимулируют многоклеточную агрегацию. Также выяснилось, что процесс обратим: когда уровень липопротеинов снижался, клетки разделялись.

Гердт работает над дополнительными исследованиями Capsaspora. Улитка, в которой обитает Capsaspora, переносит паразитарное заболевание, а сам Capsaspora может убивать червя, вызывающего эту болезнь. Если исследователи определят, как организм это делает, это может иметь будущее медицинское применение.

Текущие исследования соответствуют миссии лаборатории Гердта в IU Блумингтон, где химики пытаются обнаружить химические «языки» микроорганизмов. Микробы используют химические вещества для общения, а затем применяют другие вещества для сотрудничества или конкуренции друг с другом. Лаборатория Гердта — это команда молекулярных детективов, которые применяют химические инструменты, такие как масс-спектрометрия и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (NMR), чтобы расшифровать, какие молекулы запускают кооперативные и конкурентные реакции у микробов.

В конечном итоге они надеются использовать эти знания для разработки новых подходов к борьбе с патогенами и поддержке полезных для человека микробиомов.