В развитии слуховых клеток во внутреннем ухе человека участвует тот же ген, который отвечает за формирование осязательных клеток на щупальцах актиний. Открытие проливает свет на эволюцию слуха, начавшуюся сотни миллионов лет назад, в конце протерозоя.
Книдарии, или стрекающие — тип многоклеточных животных, к ним относятся медузы, кораллы и актинии. Они появились еще в конце протерозоя и, вероятно, стали предками животных с билатеральной, то есть двухсторонней симметрией, к которым относится большинство высокоорганизованных современных организмов, в том числе позвоночные. Исследования стрекающих крайне важны для понимания эволюции позвоночных, так как общие черты билатеральных животных и современных книдарий присутствовали у их общего предка. Одной из таких черт стало развитие нервной системы, которой у книдарий и билатеральных животных управляют похожие наборы генов.
Международная команда ученых сосредоточилась на исследовании волосковых клеток — рецепторов внутреннего уха позвоночных, преобразующих звуковые вибрации в электрические нервные импульсы, отправляющиеся в головной мозг. В отличие от позвоночных, книдарии лишены слуха. Однако некоторые из них, например актинии, имеют волосковые клетки на щупальцах. Тот же процесс преобразования, происходящий в ухе позвоночных, помогает актиниям ощущать механические прикосновения к добыче или колебания воды.
Было известно, что в развитии волосковых клеток у млекопитающих, в том числе человека, участвует ген pou-iv. Как показывали эксперименты, мыши, лишенные этого гена, рождаются абсолютно глухими. Ученые знали и то, что у актиний есть этот ген, но никогда раньше не исследовали его роль в развитии их волосковых клеток. Первое подобное исследование опубликовано в журнале eLife.
С помощью методов генной инженерии авторы работы заблокировали ген pou-iv у актинии. Это привело к аномальному развитию щупальцевых волосковых клеток и лишило животных способности реагировать на прикосновения. Кроме того, обнаружилось, что pou-iv необходим для нормальной работы гена полицистина-1 у актиний. Позвоночным этот же белок нужен для восприятия потока жидкости клетками почек. Таким образом, роль гена pou-iv в развитии механорецепторов восходит как минимум к нашему последнему общему предку с актиниями.
Результаты работы открывают совершенно новую область исследований развития и функций механорецепции у книдарий. Кроме того, открытие свидетельствует о том, что эволюция нашего слуха имеет очень древнюю историю, которая берет начало в позднем протерозое и продолжается уже более 500 миллионов лет.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
