Hold sammen mysteriet om, hvordan enkeltcellede livsformer udviklede sig til flercellede organismer

Forskere har længe undret sig over den evolutionære overgang fra encellede organismer til flercellede organismer. Et team af forskere fra University of California, Berkeley, har nu sammensat mysteriet og identificeret de vigtigste genetiske ændringer, der gjorde det muligt for enkeltceller at samarbejde og danne flercellede kolonier.

Holdets resultater, offentliggjort i tidsskriftet Nature, afslører, at overgangen til multicellularitet var drevet af udviklingen af ​​en ny type gen, kaldet et "multicellulært gen." Multicellulære gener koder for proteiner, der er essentielle for celle-celle-kommunikation og samarbejde, og de findes kun i flercellede organismer.

"Udviklingen af ​​multicellulære gener var en nøgleinnovation, der gjorde det muligt for enkeltceller at komme sammen og danne komplekse, flercellede organismer," sagde studieleder Dr. Jonathan Weissman. "Vores undersøgelse giver det første omfattende overblik over de genetiske ændringer, der var involveret i denne store evolutionære overgang."

Forskerne brugte en række forskellige teknikker, herunder komparativ genomik og genteknologi, til at identificere multicellulære gener i en række organismer, fra simple svampe til komplekse dyr. De fandt ud af, at multicellulære gener typisk er organiseret i klynger, og at disse klynger ofte er placeret i nærheden af ​​gener, der er involveret i celledeling og vækst.

Holdet fandt også ud af, at multicellulære gener ofte reguleres af en specifik type mikroRNA, kaldet et "flercellet mikroRNA." MikroRNA'er er små molekyler, der styrer ekspressionen af ​​gener, og de spiller en vigtig rolle i udviklingen og funktionen af ​​flercellede organismer.

"Vores resultater giver en ny forståelse af det genetiske grundlag for multicellularitet," sagde Weissman. "Denne viden kan hjælpe os med at udvikle nye behandlinger for sygdomme, der er forårsaget af defekter i celle-celle kommunikation og samarbejde, såsom kræft og neurodegenerative lidelser."

Overgangen fra encellede organismer til flercellede organismer er en af ​​de vigtigste begivenheder i livets historie på Jorden. Flercellede organismer er i stand til at udføre en bredere vifte af funktioner end encellede organismer, og de har været i stand til at kolonisere en bredere vifte af miljøer. Udviklingen af ​​multicellularitet har banet vejen for udviklingen af ​​komplekse organismer, såsom planter, dyr og mennesker.