U nedostatku kostiju, mozga, pa čak i kompletnog creva, čini se da telesni planovi jednostavnih životinja poput morskih anemona imaju malo zajedničkog sa ljudima i njihovim srodnicima kičmenjaka. Ipak, novo istraživanje istraživača Meta Gibsona, doktora nauka, sa Stovers instituta za medicinska istraživanja pokazuje da izgled može da vara i da se zajednički genetski alat može primeniti na različite načine kako bi se pokrenuo embriološki razvoj kako bi se proizvela veoma različita odrasla tela.
Dobro je poznato da su morske anemone, korali i njihovi srodnici meduza delili zajedničkog pretka sa ljudima koji su plovili drevnim okeanima Zemlje pre više od 600 miliona godina. Nova studija iz laboratorije Gibson, objavljena u Current Biologi, osvetljava genetsku osnovu za razvoj telesnog plana kod morske anemone starleta, Nematostella vectensis. Ovo novo znanje daje živopisnu sliku o tome kako su neke od najranijih životinja na zemlji napredovale od jajeta do embriona do odrasle osobe. Istraživač Met Gibson, doktor nauka, govori o svom novom istraživanju o evoluciji životinja. Zasluge: Stovers institut za medicinska istraživanja
„Proučavanje razvojne genetike Nematostele je kao da vremeplov vodite u veoma daleku prošlost“, rekao je Gibson. „Naš rad nam omogućava da se zapitamo kako je život izgledao davno — stotinama miliona godina pre dinosaurusa. Kako su se drevne životinje razvile od jajeta do odrasle osobe, i u kojoj meri su genetski mehanizmi koji vode embrionalni razvoj opstali milenijumima?“
Većina savremenih životinja, od insekata do kičmenjaka, razvija se formiranjem serije segmenata od glave do repa koji preuzimaju različite identitete u zavisnosti od njihovog položaja. Unutar datog segmenta postoji još jedna osa polariteta koja obaveštava ćelije da li se nalaze na prednjem ili zadnjem delu segmenta. Zajedno, ovo se naziva segmentna polarizacija.
Dr Šuonan He, bivši doktorski istraživač iz Gibsonove laboratorije, otkrio je gene uključene u razvoj morske anemone, Nematostella vectensis, koji usmeravaju formiranje segmenata i druge koji usmeravaju programe polariteta segmenata koji su upadljivo slični organizmima iznad evoluciono drvo života, uključujući ljude.
„Značaj je u tome što su genetske instrukcije koje su u osnovi konstrukcije izuzetno različitih životinjskih telesnih planova, na primer, morske anemone i čoveka, neverovatno slične“, rekao je Gibson. „Genetska logika je uglavnom ista.“
Ova nova studija se zasniva na studiji iz 2018. objavljenoj u Science iz Gibson Lab-a koja je pokazala da morske anemone imaju unutrašnju bilateralnu simetriju u ranom razvoju sa osam radijalnih segmenata. Studija je pokazala da Hok geni — glavni razvojni geni koji su ključni za ljudski razvoj — deluju da ocrtavaju granice između segmenata i verovatno su imali drevnu ulogu u izgradnji segmenata.
Najnoviji nalaz tima istražuje kako se formiraju segmenti i šta objašnjava razlike u njihovim identitetima. Koristeći prostornu transkriptomiju, ili razlike u ekspresiji gena između segmenata, tim je otkrio stotine novih gena specifičnih za segment. Ovo uključuje dva ključna gena koji kodiraju faktore transkripcije koji upravljaju polarizacijom segmenta pod kontrolom Hok gena i potrebni su za pravilno postavljanje mišića morske anemone.
Zapanjujuća raznolikost organizama na Zemlji može se uporediti sa sklopom Legosa. „Bilo da konstruišete dinosaurusa, morsku anemonu ili čoveka, mnogi osnovni genetski gradivni blokovi su uglavnom isti uprkos drastično različitim životinjskim oblicima“, rekao je Gibson.
Ovo je prvi put da naučnici imaju dokaze o molekularnoj osnovi za polarizaciju segmenta u pre-bilaterijskoj životinji. Iako je opsežno proučavano na bilateralnim vrstama kao što su voćne mušice i ljudi, ideja da cnidarije poseduju segmentaciju bila je neočekivana. Sada, tim ima dokaze da su ovi segmenti takođe polarizovani.
„Ovo pruža dodatne dokaze da istraživanje široke raznolikosti životinja može imati direktne implikacije za razumevanje opštih principa, uključujući one koji se primenjuju na ljudsku biologiju“, rekao je Gibson. „Idući korak dalje, razumevanjem logike razvoja morskih anemona i upoređivanjem sa onim što vidimo kod kičmenjaka, takođe možemo ekstrapolirati u prošlost da bismo razumeli kako su se životinje verovatno razvile pre stotina miliona godina.“
