Диана Гаврилова Опубликована 28.06.2019 в 20:02

Одиночная мутация могла вызвать многоклеточную жизнь

Миллионы лет назад в ДНК наших предков произошло очень важное изменение — или ошибка — и это может объяснить, почему мы все здесь. Одноклеточные организмы, плавающие в первозданном море, были единственными живыми существами на всей планете. Но в какой-то момент клетки начали объединяться, чтобы создать объекты с двумя, десятью и, в конечном итоге, миллионами клеток. Это привело к появлению организмов, содержащих различные виды клеток, которые проложили путь к созданию тканей и органов и, в конечном итоге, к жизни, какой мы ее знаем.

Исследователи сосредоточились на важной части деления клеток — митоза, во время которого две дочерние клетки, созданные посредством деления клеток, располагаются в правильной ориентации внутри ткани. Белковые структуры, называемые митотическими веретенами, играют важную роль в этом процессе, потому что они выстраивают дочерние клетки с маркерными белками на клеточной стенке.

Если веретено не ориентировано должным образом, это может привести к повреждению ткани и раку. У многих животных древний белок контролирует ориентацию веретена, чтобы обеспечить его правильное положение. Если исследователи обнаружат, когда эти древние белковые структуры развили способность позиционировать веретена, они могли бы точно определить происхождение многоклеточной жизни.

Исследователи начали свою детективную работу с изучения класса одноклеточных организмов, называемых хоанофлагеллятами, которые также являются ближайшими живыми одноклеточными родственниками животных. Хоанофлагелляты живут в морской воде и используют жгутик, чтобы перемещаться по окружающей среде и находить пищу.

Хотя каждый хоанофлагеллят одноклеточный, они часто объединяются в группы, образуя многоклеточную колонию для питания определенными продуктами. Многочисленные клетки, работающие вместе для выполнения особой задачи, в основном функционируют как наши органы. Таким образом, исследователи предположили, что должны быть генетические изменения, которые позволят отдельным клеткам узнавать друг друга и объединяться. Чтобы найти этот переломный момент, исследователям нужно было совершить некоторое молекулярное путешествие во времени.

Исследователи использовали технику, называемую реконструкцией наследственного белка, которая сочетает в себе изучение последовательности генов с компьютерными алгоритмами, чтобы заглянуть в прошлое на миллионы лет. Техника сдвигает эволюцию в обратном направлении и постепенно сужает мутации до общего предка. Проработав цепочку из более чем 40 организмов, они смогли различить, когда произошли ключевые мутации. Что еще более важно, техника позволила им создать клетки с одинаковой ДНК. С помощью этих "воскрешенных" клеток они идентифицировали одну мутацию, которая изменила способ функционирования определенного белка.

Вместо того, чтобы работать как ферменты, которые вызывают реакции внутри клетки, измененные белки стали тем, что известно как домен белка. Другими словами, белки могут связываться с другими белками, что является важным навыком для клеток, которые хотят работать вместе, а не действовать в одиночку. Сегодня этот важный белковый домен присутствует во всех геномах животных и работает каждый раз, когда клетка делится, что происходит миллионы раз в день. Выводы команды могут также привести к новому пониманию рака и других заболеваний.

Фото: idolbin. com

Подписывайтесь на Экосевер

Читайте также

Архив ДНК: как записать Википедию в одну пробирку сегодня в 0:37

Узнайте, как молекулы ДНК становятся новым архивом знаний и почему в одной пробирке уже сегодня можно сохранить эквивалент всей Википедии и даже больше.

Читать полностью »
Как наука объясняет желание людей путешествовать в космос? вчера в 23:24

Что заставляет людей мечтать о космосе? Это не только научные исследования, но и глубокие психологические потребности, которые учёные объясняют через науку и эволюцию.

Читать полностью »
Как молекулы могут изменять форму: революция в области нанотехнологий вчера в 22:39

Ученые открывают удивительные возможности для будущего с молекулами, которые могут изменять свою форму. Узнайте, как эти нанотехнологии изменят медицину, электронику и не только.

Читать полностью »
Как современные ученые работают с древними окаменелостями? Новые подходы в палеонтологии вчера в 21:18

Современные методы исследований окаменелостей помогают ученым раскрывать секреты древнего мира. Узнайте, как 3D-сканеры, ДНК и ИИ изменяют палеонтологию.

Читать полностью »
Секреты атлетов: как нейрофизиология помогает спортсменам побеждать вчера в 20:30

Нейрофизиология помогает спортсменам достигать новых высот, улучшая их реакцию, выносливость и восстановление. Узнайте, как мозг может стать лучшим тренером.

Читать полностью »
Как пирог и парашют спасли первые шаги авиации вчера в 19:50

Как пирог и парашют спасали первые полеты? Необычные идеи, стоявшие за первыми шагами авиации, оказались решающими для дальнейшего развития воздушного транспорта.

Читать полностью »
Лекарства из алгоритма: как ИИ уже проектирует молекулы вчера в 18:35

Узнайте, как искусственный интеллект уже сегодня проектирует молекулы для новых лекарств, ускоряя разработку и меняя будущее медицины в условиях современных вызовов.

Читать полностью »
Электричество из воздуха: эксперименты с атмосферной энергией вчера в 17:33

Узнайте, как электричество из воздуха становится реальностью и какие эксперименты помогут нам использовать атмосферную энергию для устойчивого будущего и экономии ресурсов.

Читать полностью »