Nature新发现重写教科书 有助于理解自身干细胞和癌症

【字体: 时间:2019年06月13日 来源:生物通

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  昆士兰大学的科学家们颠覆了生物学家对动物进化史的百年认识。

  

生物通报道:来自澳大利亚昆士兰大学的一组研究人员利用单细胞测序技术研究多细胞动物的发育情况,结果得到了个令人惊讶的发现。这一研究发现公布在6月13日的Nature杂志上。

文章作者Bernie Degnan教授表示,这些结果与多年的传统理论相矛盾。

“我们发现第一批出现的多细胞动物可能和现代海绵细胞不一样,更像是一组可转换的细胞,”Degnan教授说,“动物王国中所有细胞的曾曾曾祖母也许更像是干细胞。”

“这样说可能直观点,动物与植物和真菌相比,有更多的细胞类型,有更多的非常不同的使用方式,从神经元到肌肉。而且从一开始,细胞的灵活性就是动物进化的关键。”

这一发现反驳了一个长期存在的观点:多细胞动物是从单细胞祖先类似于现代海绵细胞——choanocyte(领细胞)进化而来。


Choanocyte领细胞横截面图

Degnan教授说:“在整个进化史中散布着重大转变,包括从微观单细胞世界到多细胞动物世界的飞跃。”

“多细胞的复杂性令人难以置信,创造了我们今天看到的动物,植物,真菌和藻类王国。这些大型生物与其他99%以上的多样性生物不同,只有在显微镜下才能看到。”

在这项研究中,研究人员绘制了单个细胞,对其所有表达的基因进行了测序,从而能比较相似类型的细胞。

文章通讯作者Sandie Degnan副教授表示,这意味着他们可以通过搜索每种类型的“签名”来梳理出单个细胞类型的进化历史。

“几十年来,生物学家都认为得出现有的理论并不难,因为海绵领细胞看起来与单细胞鞭毛虫非常像,后者这种生物体被认为是动物中最亲近的亲戚,”她说。

“但它们的转录组根本不匹配,这意味着它们不是我们原先认为的动物生命核心构建块。虽然单细胞测序技术只是在近几年中被广泛应用,但它帮助我们最终解决了一个古老的问题,发现了一些截然相反的东西。”

Degnan表示,目前正进一步分析进化生物学的核心理论,颠覆其原有概念。“现在,我们有机会重新设想产生第一批动物的步骤,以及将单细胞转变为多细胞动物生命的基本规则。”

他希望这一启示能帮助我们了解自己的病情和对自身干细胞和癌症的理解。

(生物通:万纹)


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