Появата на възможно многоклетъчен без големи преустройства на нивото на генна

Един от най-важните етапи в еволюцията на живия свят е появата на многоклетъчни организми от едноклетъчни. Според учени от Института за биологични проучвания Selk и Съвместния геномен институт към Министерството на енергетиката на САЩ, противно на общоприетото мнение, Доскоро този процес не изисква големи геномни пренареждания.

Сравнението на геномите на многоклетъчен водораслите волвокс carteri и техните семейства на едноклетъчни Chlamydomonas reinhardtii разкри, че многоклетъчни организми могат изграждането им по-сложни молекулни комплекси от същите компоненти, които съществуват в техните едноклетъчни предшественици.

"Ако ние считаме, протеини, като компоненти на дизайнерски елементи, Chlamydomonas има забележителен набор от компоненти!" - казва Джеймс умен, професор лаборатория по молекулярна и клетъчна биология на растенията Selk, -. "Волвокс не се нуждае от допълнителна информация, волвокс експериментира само с съставките, които са били наследени от предците ни Очаквахме голяма разлика в размера на генома, брой гени и групи от гени между волвокс и на Chlamydomonas, но се оказа, че това не е така! "

Повечето от тези преходи от едноклетъчни към многоклетъчни съществуване, имаше преди повече от 500 милиона години, така че промените на генетично ниво, е трудно да се проследи. Интересен изключение - volvoxes (група от зелени водорасли) - в тази група на многоклетъчния възникнала като поредица от малки стъпки, промени, а дори и на фона на съвременните представители на тази група, можете да следвате етапите на сложността на морфологията и развитие.

Смята се, че волвокс - най-изтънчените представител на групата - се превърна от предци като на Chlamydomonas, в хода на последните 200 милиона години, което прави тези модерни организми интересен модел за изследване на появата на многоклетъчни организми и клетъчната диференциация. Учените са секвенирани, че се секвенира 138 милиона базови двойки в генома на волвокс. Самата геном е 17% повече, отколкото преди секвенира геном на Chlamydomonas и разликата в последователността на нуклеотиди между геноми е сравнима с разликата между човешки и пиле.

Въпреки лекото увеличение на размера на генома, както е предвидено от учени броят на протеини е много близо до тези две организми: 14,566 в волвокс срещу 14,516 в на Chlamydomonas, и учените не са били в състояние да се открият някои от основните разлики в набор от протеинови домейни (градивни елементи в структурата на протеините) и комбинации тези домени.

"Това беше напълно неочаквано!" - обяснява умение - "защото преди нашето откритие се е смятало, че появата на нови домейни на протеини играе важна роля в еволюцията на многоклетъчните растения и животни."

Независимо от факта, че като цяло, големи протеини, не е имало разлика, протеини, които са специфични за volvoxes като извънклетъчни матрични протеини се различават - представители волвокс такива протеини е повече, отколкото в Chlamydomonas.

Всеки зрял волвокс колония се състои от клетки с камшичета, подобни Chlamydomonas клетки, включени в специално организирана екстрацелуларен матрикс-подобна клетъчна клетъчна стена Chlamydomonas. Волвокс извънклетъчната матрица и размерът и сложността на организацията на клетъчната стена надвишава Chlamydomonas и това корелира с увеличаването на броя и разнообразието на гени, кодиращи основните извънклетъчната матрица протеини и повърхностни протеини feroforiny ВМП семейството.

Освен това, специалистите и колегите му са намерени увеличаване волвокс протеин циклин D, който регулира клетъчното делене. Очевидно е, че това се дължи на по-сложен регулиране на клетъчното делене по време на развитието волвокс. Накрая, както са намерени изследователите, има промяна в волвокс функционална роля на някои гени, например, някои от протеините feroforinov започва да извършва ролята на хормонални сигнали, които предизвикват процесите на сексуална диференциация.