Istraživači su otkrili mehanizam koji upravlja evolucijom višećelijskog života. Oni identifikuju kako izmenjeno savijanje proteina pokreće višećelijsku evoluciju.
U novoj studiji koju su vodili istraživači sa Univerziteta u Helsinkiju i Tehnološkog instituta Džordžije, naučnici su se okrenuli alatu koji se zove eksperimentalna evolucija. U tekućem Multicelulariti Long Term Evolution Ekperimentu (MuLTEE), laboratorijski kvasac razvija nove višećelijske funkcije, omogućavajući istraživačima da istraže kako nastaju.
Studija, objavljena u Science Advances, stavlja u centar pažnje regulaciju proteina u razumevanju evolucije.
„Demonstrirajući efekat promena na nivou proteina u olakšavanju evolucionih promena, ovaj rad naglašava zašto poznavanje genetskog koda samo po sebi ne pruža potpuno razumevanje kako organizmi stiču adaptivno ponašanje. Postizanje takvog razumevanja zahteva mapiranje celokupnog toka genetskih informacija , proširujući se sve do aktivnih stanja proteina koji na kraju kontrolišu ponašanje ćelija“, kaže vanredni profesor Juha Saarikangas sa Helsinškog instituta za nauku o životu HiLIFE i Fakulteta bioloških nauka i nauka o životnoj sredini Univerziteta u Helsinkiju.
Među najvažnijim višećelijskim inovacijama je poreklo robusnih tela: preko 3.000 generacija, ovi ‘pahuljasti kvasac’ su na početku bili slabiji od želatina, ali su evoluirali da budu jaki i čvrsti kao drvo.
Istraživači su identifikovali ne-genetski mehanizam u osnovi ove nove višećelijske osobine, koja deluje na nivou savijanja proteina. Autori su otkrili da je ekspresija šaperonskog proteina Hsp90, koji pomaže drugim proteinima da steknu svoj funkcionalni oblik, postepeno smanjena kako je kvasac pahuljice evoluirao veća, čvršća tela.
Ispostavilo se da je Hsp90 delovao kao kritično važno dugme za podešavanje, destabilizujući centralni molekul koji reguliše progresiju ćelijskog ciklusa, uzrokujući da ćelije postanu izdužene. Ovaj izduženi oblik, zauzvrat, omogućava ćelijama da se omotaju jedna oko druge, formirajući veće, mehanički čvršće višećelijske grupe.
„Odavno je poznato da Hsp90 stabilizuje proteine i pomaže im da se pravilno savijaju“, objašnjava glavni autor Kristofer Montros, sa Helsinškog instituta za nauku o životu, Finska. „Ono što smo otkrili je da male promene u načinu rada Hsp90 mogu imati duboke efekte ne samo na pojedinačne ćelije, već i na samu prirodu višećelijskih organizama.“
Iz evolucione perspektive, ovaj rad naglašava moć negenetskih mehanizama u brzim evolucionim promenama.
„Skloni smo da se fokusiramo na genetske promene i bili smo prilično iznenađeni kada smo otkrili tako velike promene u ponašanju proteina pratioca. Ovo naglašava koliko kreativna i nepredvidiva evolucija može biti kada se pronađu rešenja za nove probleme, poput izgradnje čvrstog tela“, kaže profesor Vil Ratcliff sa Tehnološkog instituta Džordžije.
