Mici creaturi marine descoperite de oamenii de ştiinţă ar putea dezvălui originile străvechi ale neuronilor

• Tweet

Este posibil ca elementele constitutive ale celulelor creierului nostru să fi început să se formeze încă de pe vremea când strămoşii noştri erau încă o colecţie de celule animale mustind prin apele puţin adânci ale mărilor şi oceanelor în formare relatează news.ro citând o cercetare publicată pe 19 septembrie.

Cercetători din Spania şi Germania au descoperit caracteristici ale celulelor secretorii specializate la placozoare (placozoa), organisme foarte puţin evoluate despre care se estimează că au apărut în urmă cu 750-800 de milioane de ani, care le-ar putea identifica drept precursoare ale neuronilor din alte organisme.

Având dimensiunea aproximativă a unui grăunte de nisip, aceste creaturi primitive nu au organe, fiind formate din puţin mai mult decât o colonie de diferite tipuri de celule.

La fel cum o fac şi astăzi, placozoarele vânau microbi şi se hrăneau cu alge în adâncurile calde ale mărilor de acum 800 de milioane de ani.

Pentru a realiza această performanţă, ele se bazează pe celule care îi ajută să-şi coordoneze corpul.

Specialistul în biologie celulară, Sebastián Najle şi colegii săi de la Centrul genomic au descoperit că aceste aşa-numite celule peptidergice au o serie de trăsături surprinzător de asemănătoare cu celulele creierului cărora le datorăm inteligenţa noastră.

„Am fost uimiţi să descoperim astfel de paralele", spune Najle.

O analiză genetică şi examinări microscopice au dezvăluit că aceste celule au coordonat comportamentul micului animal prin eliberarea de semnale peptidice, la fel ca neuronii.

Cercetătorii au realizat mai întâi o hartă a tuturor tipurilor de celule de placozoare, notând caracteristicile acestora la patru specii diferite.

Fiecare tip de celulă are un rol specializat care provine din anumite seturi de gene.

Hărţile sau „atlasele celulare" au permis cercetătorilor să traseze grupuri sau „module" ale acestor gene.

Aceştia au creat apoi o hartă a regiunilor de reglare din ADN care controlează aceste module de gene, dezvăluind o imagine clară a ceea ce face fiecare celulă şi a modului în care acestea lucrează împreună.

Cercetătorii au identificat 14 tipuri diferite de celule peptidice în micile animale marine.

În cele din urmă, au efectuat comparaţii între specii pentru a reconstitui modul în care au evoluat tipurile de celule.

Cercetarea a arătat că principalele nouă tipuri de celule din placozoare par să fie conectate de multe tipuri de celule „intermediare" care se schimbă de la un tip la altul.

Celulele cresc şi se divid, menţinând echilibrul delicat al tipurilor de celule necesare pentru ca animalul să se mişte şi să mănânce.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, paisprezece tipuri diferite de celule peptidergice, dar acestea erau diferite de toate celelalte celule, neprezentând nici un tip intermediar sau semne de creştere sau diviziune.

În mod surprinzător, celulele peptidergice aveau multe asemănări cu neuronii - un tip de celule care nu a apărut decât multe milioane de ani mai târziu, la animale mai avansate, cum ar fi bilateria.

Analizele interspecii au dezvăluit că aceste asemănări sunt unice la placozoare şi nu apar la alte animale cu ramificare timpurie, cum ar fi bureţii sau jeleurile cu pieptene (ctenofori).

Comparând ţesuturile din patru specii cunoscute de placozoare, precum şi cu alte animale timpurii, echipa a descoperit că aceste celule au chiar unele dintre aceleaşi gene ca şi neuronii noştri.

Doar că le lipsesc alte componente specializate pe care le au neuronii umani pentru a primi semnale peptidice sau pentru a genera semnale electrice.

În schimb, ele folosesc proteine receptoare (GPCR) pentru a primi mesajele chimice, care sunt comune în multe tipuri de celule animale şi nu sunt specifice neuronilor.

Genele celulelor care eliberează peptide au fost foarte bine conservate la toate placozoarele, dar absente la alte animale timpurii, cum ar fi bureţii şi jeleurile cu pieptene (ctenofori).

Acest lucru sugerează că este posibil ca celulele secretoare de peptide să fi evoluat înaintea altor celule asemănătoare neuronilor.

„Ctenoforii au reţele neuronale, cu diferenţe şi asemănări esenţiale cu ale noastre", explică Xavier Grau-Bové.

„Au evoluat neuronii o dată şi apoi s-au despărţit, sau de mai multe ori, în paralel? Sunt ei un mozaic, în care fiecare piesă are o origine diferită? Acestea sunt întrebări deschise, care rămân să fie abordate", scriu cercetătorii.

Primul neuron modern cunoscut a apărut în urmă cu aproximativ 650 de milioane de ani, în strămoşul comun al meduzelor şi al grupului de animale bilaterale care au dus la apariţia specieie umane.

Bilateria sau bilaterienii sunt animale cu simetrie bilaterală în stadiul de embrion, adică au o parte stângă şi una dreaptă care sunt imagini în oglindă una faţă de cealaltă. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că au un cap şi o coadă (axa antero-posterioară), precum şi o burtă şi un spate (axa ventral-dorsală).

„Celulele sunt unităţile fundamentale ale vieţii, astfel încât înţelegerea modului în care acestea iau naştere sau se schimbă în timp este esenţială pentru a explica povestea evolutivă a vieţii", conchide biologul evoluţionist Arnau Sebé-Pedros.

„Placozoarele, ctenoforii, bureţii şi alte animale model netradiţionale adăpostesc secrete pe care abia acum începem să le desluşim", spune omul de ştiinţă.

Cercetarea a fost publicată pe 19 septembrie, în revista Cell.

Potrivit acestuia, celulele peptidergice de placozoare au multe asemănări cu celulele neuronale primitive, chiar dacă nu sunt încă la nivelul lor.

„Este ca şi cum ne-am uita la o treaptă evolutivă".

O analiză genetică şi examinări microscopice au dezvăluit că aceste celule au coordonat comportamentul micului animal prin eliberarea de semnale peptidice, la fel ca neuronii.

Cercetătorii au realizat mai întâi o hartă a tuturor tipurilor de celule de placozoare, notând caracteristicile acestora la patru specii diferite.

Fiecare tip de celulă are un rol specializat care provine din anumite seturi de gene.

Hărţile sau „atlasele celulare" au permis cercetătorilor să traseze grupuri sau „module" ale acestor gene.

Aceştia au creat apoi o hartă a regiunilor de reglare din ADN care controlează aceste module de gene, dezvăluind o imagine clară a ceea ce face fiecare celulă şi a modului în care acestea lucrează împreună.

Cercetătorii au identificat 14 tipuri diferite de celule peptidice în micile animale marine.

În cele din urmă, au efectuat comparaţii între specii pentru a reconstitui modul în care au evoluat tipurile de celule.

Cercetarea a arătat că principalele nouă tipuri de celule din placozoare par să fie conectate de multe tipuri de celule „intermediare" care se schimbă de la un tip la altul.

Celulele cresc şi se divid, menţinând echilibrul delicat al tipurilor de celule necesare pentru ca animalul să se mişte şi să mănânce.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, paisprezece tipuri diferite de celule peptidergice, dar acestea erau diferite de toate celelalte celule, neprezentând nici un tip intermediar sau semne de creştere sau diviziune.

În mod surprinzător, celulele peptidergice aveau multe asemănări cu neuronii - un tip de celule care nu a apărut decât multe milioane de ani mai târziu, la animale mai avansate, cum ar fi bilateria.

Analizele interspecii au dezvăluit că aceste asemănări sunt unice la placozoare şi nu apar la alte animale cu ramificare timpurie, cum ar fi bureţii sau jeleurile cu pieptene (ctenofori).

Comparând ţesuturile din patru specii cunoscute de placozoare, precum şi cu alte animale timpurii, echipa a descoperit că aceste celule au chiar unele dintre aceleaşi gene ca şi neuronii noştri.

Doar că le lipsesc alte componente specializate pe care le au neuronii umani pentru a primi semnale peptidice sau pentru a genera semnale electrice.

În schimb, ele folosesc proteine receptoare (GPCR) pentru a primi mesajele chimice, care sunt comune în multe tipuri de celule animale şi nu sunt specifice neuronilor.

Genele celulelor care eliberează peptide au fost foarte bine conservate la toate placozoarele, dar absente la alte animale timpurii, cum ar fi bureţii şi jeleurile cu pieptene (ctenofori).

Acest lucru sugerează că este posibil ca celulele secretoare de peptide să fi evoluat înaintea altor celule asemănătoare neuronilor.

„Ctenoforii au reţele neuronale, cu diferenţe şi asemănări esenţiale cu ale noastre", explică Xavier Grau-Bové.

„Au evoluat neuronii o dată şi apoi s-au despărţit, sau de mai multe ori, în paralel? Sunt ei un mozaic, în care fiecare piesă are o origine diferită? Acestea sunt întrebări deschise, care rămân să fie abordate", scriu cercetătorii.

Primul neuron modern cunoscut a apărut în urmă cu aproximativ 650 de milioane de ani, în strămoşul comun al meduzelor şi al grupului de animale bilaterale care au dus la apariţia specieie umane.

Bilateria sau bilaterienii sunt animale cu simetrie bilaterală în stadiul de embrion, adică au o parte stângă şi una dreaptă care sunt imagini în oglindă una faţă de cealaltă. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că au un cap şi o coadă (axa antero-posterioară), precum şi o burtă şi un spate (axa ventral-dorsală).

„Celulele sunt unităţile fundamentale ale vieţii, astfel încât înţelegerea modului în care acestea iau naştere sau se schimbă în timp este esenţială pentru a explica povestea evolutivă a vieţii", conchide biologul evoluţionist Arnau Sebé-Pedros.

„Placozoarele, ctenoforii, bureţii şi alte animale model netradiţionale adăpostesc secrete pe care abia acum începem să le desluşim", spune omul de ştiinţă.