“老”基因帮助海葵保持年轻

高度保守的基因确保终身分化神经元和腺体细胞的海葵。的基因指纹海葵Nematostella vectensis表明这个进化非常古老的动物门的成员使用相同的基因分化的级联神经细胞类型更复杂的生物。这些基因还负责所有细胞生物的平衡在海葵的生命。结果发表的一个团队领导的发育生物学家乌尔里希Technau维也纳大学的“细胞报告”。几乎所有动物有机体是由数以百万计,如果不是数十亿的细胞以复杂的方式组合在一起,形成特定的组织和器官,包括多种不同的细胞类型,如各种神经元或腺体细胞。如何平衡这一重要不同细胞类型出现时,它是如何监管,以及不同动物的不同的细胞生物是否有共同的起源并不清楚。

单细胞指纹导致共同的祖先

带领的研究小组Ulrich Technau进化发育生物学家,同时也是单细胞监管负责人干细胞(真诚)维也纳大学的研究平台,破译了多样性与进化的神经和腺体细胞类型及其发育起源海葵Nematostella vectensis。为了实现这一目标,他们使用单细胞转录组,一个方法,彻底改变了过去十年生物医学和进化生物学。“,整个有机体可以解析为单个细胞,所有目前的整体表达基因在每个细胞可以解码。不同的细胞从根本上不同的基因表达。因此,单个细胞转录组可以用来确定每个细胞的分子指纹,”朱莉娅·威尔解释说,目前出版的第一作者。在这项研究中,细胞重叠指纹被分组。这使得科学家们区分定义类型的细胞或细胞过渡的发展阶段,每个具有独特的表达式组合。它还允许研究人员识别的共同祖和干细胞种群不同的组织。令他们吃惊的是,他们发现,与之前的假设相反,神经元,腺体细胞和其他感官细胞起源于一个共同的祖人口,可以验证了活体动物的遗传标记。因为有些腺体细胞与神经元功能也被认为是在脊椎动物中,这可能表明一个非常古老的进化腺体细胞和神经元之间的关系。

古老的基因在不断使用

一个基因扮演着特殊的角色在这些共同的祖先细胞的发展。SoxC表达的神经元前体细胞,腺体细胞和它的对这些细胞类型的形成至关重要,正如作者另外能够在基因敲除实验。“有趣的是,这种基因并不陌生:它还扮演着一个重要的角色在人类神经系统的形成和许多其他动物,与其他数据一起,表明这些关键神经细胞分化的调节机制似乎是守恒的整个动物王国,“Technau说。通过比较不同的生命阶段,作者还发现在海葵,神经元的遗传过程开发维护从胚胎到成年有机体,因此导致神经元的平衡的整个生命周期中Nematostella Vectensis。这是了不起的,因为不像人类,海葵可以替代丢失或受损的神经元在他们的生活。对于未来的研究,这就提出了一个问题:海葵管理如何维护这些机制,在更复杂的生物只发生在胚胎阶段,进入成年有机体以一种受控制的方式。

参考:威尔·J科尔AG),登纳等。单细胞转录组标识neuroglandular血统的守恒的监管机构。细胞代表。2022,40 (12):111370。doi:10.1016 / j.celrep.2022.111370