Одиночная мутация могла вызвать многоклеточную жизнь

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