Međunarodni tim istraživača predvođen Kyoto univerzitetom rekonstruisao je evoluciju krvnih ćelija unazad ~700 miliona godina i pokazao da su moderne krvne funkcije delimično preuzete iz genetskih programa jednoćelijskih predaka. Prve krvne ćelije bile su ameboidne i makrofagolike, a gen Fos istaknut je kao ključni regulator povezan sa ovim ponašanjem. Iz ovih ranih programa nastale su različite grane koje su dale mast ćelije, T ćelije, eritrocite, trombocite i B ćelije.
Da Li Vam U Krvi Circuliše Evolucioni Relikt Star 700 Miliona Godina?
Macrophages have some startling similarities to amoebae. (RUSLANAS BARANAUSKAS/Science Photo Library/Getty Images)
Verovatno ne razmišljate često o krvi koja vam protiče venama — ona je, poput neurona u mozgu ili ritmičkog disanja, stalna pozadina života. Međutim, međunarodni tim predvođen Kyoto univerzitetom otkriva da su krvne ćelije mnogo starije i kompleksnije nego što smo pretpostavljali.
YouTube Thumbnail
U opsežnoj studiji, istraživači su rekonstruisali evoluciju krvnih ćelija unazad oko 700 miliona godina i pronašli dokaze da se savremeni krvni programi nisu pojavljivali naglo sa nastankom višestaničnog života. Umesto toga, krvne ćelije delimično su nastale preuzimanjem i prilagođavanjem genetskih mehanizama iz jednoćelijskih predaka.
A microscope image of a macrophage with an ingested bacterium. (Mikael Häggström, M.D./Wikimedia Commons,CC 1.0 Public Domain)
Kako su istraživači radili
Za rekonstrukciju su koristili transkriptome — snimke ekspresije gena koje pokazuju koji su geni aktivni u pojedinačnoj ćeliji. Tim je analizirao podatke iz širokog spektra organizama: ljudi, miševa, zebrica, tunikata (sea squirts), ježinaca, mušica, crva, spužvi i nekoliko jednoćelijskih eukariota.
A diagram of the proposed blood cell evolutionary tree. (KyotoU/Yosuke Nagahata)
Upoređujući obrasce regulacije gena između veoma udaljenih vrsta, istraživači su tražili duboko očuvane sličnosti koje bi ukazivale na zajedničke ancestralne ćelijske programe. Iako konvergencija može objasniti neke sličnosti, verovatnoća nezavisnog nastanka pada kako su sličnosti dublje i kompleksnije.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Glavni nalazi
Analiza je pokazala da su prve krvne ćelije verovatno bile ameboidne, makrofagolikog tipa — pokretne, fagocitne ćelije sposobne da progutaju i razgrade uljeze. Mnogi jednoćelijski organizmi u studiji imaju gene i regulatorne mreže vrlo slične modernim makrofazima, što sugeriše da su elementi imunih funkcija nastali pre pojave životinja.
Izdvojen je i gen Fos, koji se pojavljuje u ekspresiji i jednoćelijskih organizama i životinjskih krvnih ćelija. Kada su naučnici veštački pojačali ekspresiju Fosa u izabranom jednoćelijskom organizmu, ćelije su zadržale izolovano, ameboidno ponašanje umesto da formiraju obično grupisanje — što podržava ideju da Fos utiče na makrofagolik ponašanje.
Prema autorima, iz makrofagolikog predaka razvile su se dve glavne evolutivne grane krvnih ćelija. Jedna grana je dovela do mast ćelija — koje funkcionišu kao rani alarmni sistem — iz kojih su potom evoluirale T ćelije, eritrociti (crvena krvna zrnca) i trombociti. Druga grana, iz makrofaga, dala je poreklo B ćelijama koje proizvode antitela.
Zašto je to važno
Studija ne samo da baca novo svetlo na poreklo krvnih i imunih ćelija, već može pomoći i u razumevanju evolucije bolesti kao što je rak, jer istorija ćelijskih programa može otkriti ranjivosti i mehanizme koji su očuvani kroz vreme.
"Duboko sam dirnut ovim nalazima, koji predstavljaju kulminaciju našeg rada i pokazuju da diferencijacioni putevi vertebratnih krvnih ćelija odražavaju 700-milionsku evolutivnu istoriju ovih ćelija," kaže imunolog Hiroshi Kawamoto (Kyoto univerzitet).
Rad je objavljen u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.
Pomozite nam da budemo bolji.
