Для выяснения происхождения клеток крови международная группа исследователей разработала новый подход к анализу активности генов и пришла к выводу, что первые подобные клетки могли появиться около 700 миллионов лет назад. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Читайте: В Госдуме готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
Несмотря на то что клетки крови присутствуют практически у всех животных, включая человека, их строение и функции заметно различаются. При этом происхождение самих кровяных и иммунных клеток долгое время оставалось одной из нерешенных задач эволюционной биологии. Чтобы проследить их развитие на протяжении миллионов лет, специалисты из Киотского университета создали методику, позволяющую сравнивать активность генов в клетках разных организмов.
С помощью нового инструмента ученые построили своеобразное эволюционное древо клеток крови. Дополнительно они сопоставили современные кровяные клетки с одноклеточными организмами, которые могли быть их древними предшественниками. Анализ показал, что наибольшее сходство с такими организмами демонстрируют макрофаги — клетки иммунной системы, отвечающие за уничтожение бактерий, вирусов и различных клеточных остатков.
Авторы исследования пришли к выводу, что именно структуры, напоминающие современные макрофаги, могли стать первыми клетками крови на ранних этапах развития жизни. По их мнению, эти клетки сохранили признаки древних биологических механизмов, существовавших еще до появления сложных многоклеточных организмов.
Отдельное внимание ученые уделили гену FOS, который активно функционирует в клетках крови у многих современных животных. Исследование показало, что этот ген существовал еще у одноклеточного предка, населявшего Землю около 700 миллионов лет назад. Такой результат свидетельствует о том, что основы иммунитета и кроветворения начали формироваться одновременно с появлением первых многоклеточных форм жизни.
Исследователи полагают, что современные клетки крови возникли благодаря использованию генетических программ, доставшихся животным от их одноклеточных предков. По мере эволюции эти механизмы усложнялись и адаптировались к новым задачам, связанным с развитием иммунной системы и кровообращения.
Работа также позволила предложить модель происхождения различных типов кровяных клеток. Согласно полученным данным, тучные клетки могли возникнуть из макрофагов. Позднее от них сформировались ранние аналоги Т-клеток и эритроцитов. В-клетки, как показал анализ, отделились от этой линии развития на более позднем этапе.
Руководитель исследования Хироси Кавамото отметил, что результаты позволяют по-новому взглянуть на историю формирования клеток крови позвоночных. По его словам, современные механизмы их развития отражают длительный эволюционный путь, который насчитывает около 700 миллионов лет.
Авторы работы считают, что созданный ими метод может использоваться не только для реконструкции эволюционных процессов. Он также способен помочь в изучении онкологических заболеваний и других патологий, связанных с нарушениями работы иммунной системы и клеток крови.
Читайте также: