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単一の細胞から複雑な生き物まで：新しい研究は、動物の多細胞性の起源を指します

Newswise - ワームやスポンジからクラゲやクジラまでの動物には、数千から数兆のほぼ遺伝的に同一の細胞が含まれています。生物に応じて、これらの細胞は、筋肉、感覚系、腸など、さまざまな組織や臓器に身を任せます。すべての動物がこれらの組織をそれぞれ持っているわけではありませんが、それらはすべて、種を伝播するために精子または卵を生成する1つの組織、生殖系統を持っています。科学者は、この種の多細胞性が動物でどのように進化したかを完全に理解していません。細胞から細胞への接着、または個々の細胞が互いに固執する能力は確かに役割を果たしますが、科学者は、これらの機能に役立つタンパク質が、動物の生命が出現するかなり前に、単一細胞生物で進化したことをすでに知っています。今、 シカゴ大学の研究 現代の多細胞動物が出現することを可能にする重要な革新の新しい見解を提供します。多くの動物のゲノム（および動物界への近親者）のゲノムから予測されたタンパク質を分析することにより、研究者は、動物が多細胞組織と生殖細胞系の発達にも寄与する細胞分裂のより洗練されたメカニズムを進化させることを発見しました。「この研究は、動物の進化の初期のステップの1つは、細胞が不完全な細胞質分裂によって接続されたままになる能力による生殖系の形成であることを強く示唆しています」と述べました。 マイケル・グロッツァー博士、ウチカゴの分子遺伝学および細胞生物学の教授であり、新しい研究の著者。 「3つのタンパク質の進化により、多細胞性と生殖系統を形成する能力の両方が可能になりました。動物の2つの重要な特徴です。」分割平面の配置細胞分裂、または細胞質分裂は、細胞が2つの異なる娘細胞に分裂するプロセスです。細胞質分裂に関与するタンパク質の多くは古代であり、最初の後生動物が約8億年前に発生するずっと前に存在しています。これらのタンパク質のうち2つ、KIF23とCyk4は、Glotzerと彼の同僚が20年以上前に発見したCentralspindlinと呼ばれる安定したタンパク質複合体を形成します。 Centralspindlinは分割面の位置に寄与するだけでなく、2つの初期娘細胞間にブリッジを生成します。非ドールライン組織と臓器を構成する細胞は、体細胞と呼ばれ、次世代に渡されません。生殖細胞は、あらゆる細胞型になる可能性があるため、特別です。精子と卵の発生中、これらの細胞は両親から遺伝した染色体を再結合し、遺伝的多様性を生成します。 Centralspindlin依存性の橋は一般に体細胞で切断されますが、ほとんどの動物の生殖細胞は、安定した橋でつながったままの細胞を持っています。タンパク質を追跡しますゲノム配列データの最近の爆発により、幅広い動物が利用できるようになったことを考えると、Glotzerはまず、中央筋膜複合体を構成する2つのタンパク質と、それに結合する調節タンパク質であるECT2が存在し、すべての動物によく保存されているかどうかを判断したいと考えていました。この研究の彼の分析中に、 現在の生物学、彼は、動物のすべての枝がこれら3つのタンパク質をすべて持っていることを発見しました。ラボで一般的に使用される種のこれらのタンパク質の研究では、既知の機能に関連する一般的なパターンが発見されました。 Google DeepmindのAlphafold AIプラットフォーム（Uchicago Alumと最近のノーベル賞受賞者John Jumperによって開発された）を使用して、Glotzerはこれらの異なるタンパク質間の相互作用を予測することができ、すべての相互作用がすべての動物で保存されている可能性が高いことがわかりました。これは、これらのタンパク質が8億年以上前に動物王国の初めに整っていて、それ以来劇的な変化を受けていないことを示唆しています。「メタゾーン前の細胞には、おそらくいくつかのテーマとバリエーションを使用して、分裂と分離のメカニズムがあります。その後、このタンパク質複合体により、細胞は分離の直前に段階で停止することができました」とGlotzer氏は言いました。 「たぶん、細胞が完全に分離するのを妨げた遺伝的変化のために多細胞寿命が進化したかもしれません。」研究、 "多細胞性の発達と後生動物の出現におけるCentralspindlinとECT2の重要な役割、国立衛生研究所の支援を受けました。 #単一の細胞から複雑な生き物まで新しい研究は動物の多細胞性の起源を指します