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海綿中的細(xì)胞多樣性闡明神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化(Credit: Jacob Musser, Giulia Mizzon, Constantin Pape, Nicole Schieber / EMBL)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)EurekAlert!：根據(jù)一項(xiàng)新的研究，位于海綿（我們最遠(yuǎn)的細(xì)胞性闡動(dòng)物親戚）的消化室中的特化細(xì)胞，可能代表了神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化的多樣鎮(zhèn)江包夜空姐預(yù)約（電話微信199-7144-9724）提供頂級(jí)外圍女上門，伴游，空姐，網(wǎng)紅，明星，車模等優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求起點(diǎn)。作者寫道：“我們的明神工作……將海綿放在闡明神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化的中心位置。”他們的經(jīng)系發(fā)現(xiàn)指出，參與調(diào)節(jié)進(jìn)食和控制海綿微生物環(huán)境的統(tǒng)進(jìn)細(xì)胞是動(dòng)物內(nèi)更高級(jí)細(xì)胞通訊的前體。
能夠相互直接交流的海綿化復(fù)雜和特化的后生動(dòng)物細(xì)胞類型的進(jìn)化起源尚不清楚。雖然多孔動(dòng)物或海綿是細(xì)胞性闡多細(xì)胞的，但它們?nèi)狈φ嬲亩鄻咏M織和器官，也沒(méi)有神經(jīng)、明神消化或循環(huán)系統(tǒng)。經(jīng)系鎮(zhèn)江包夜空姐預(yù)約（電話微信199-7144-9724）提供頂級(jí)外圍女上門，伴游，空姐，網(wǎng)紅，明星，車模等優(yōu)質(zhì)資源，可滿足你的一切要求相反，統(tǒng)進(jìn)它們依靠流通多孔體的海綿化水來(lái)獲取食物、氧氣和排出廢棄物。細(xì)胞性闡然而，多樣盡管它們的組織簡(jiǎn)單，海綿具有通常在更復(fù)雜動(dòng)物的神經(jīng)元或肌肉中表達(dá)的基因，以及我們大腦用來(lái)建立突觸連接的基因。而且，他們可以進(jìn)行全身收縮以清除體內(nèi)的碎片。尚未識(shí)別能夠在這些無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)的生物中進(jìn)行這種協(xié)調(diào)交流的細(xì)胞，部分原因是研究基因在這些海綿細(xì)胞中的作用一直是一個(gè)技術(shù)障礙。
Jacob Musser和同事使用全身單細(xì)胞RNA測(cè)序，對(duì)淡水海綿（Spongilla lacustris）中的細(xì)胞類型進(jìn)行了全面調(diào)查。Musser等人識(shí)別了18種不同的細(xì)胞類型，其中包括一些以前未知、無(wú)法識(shí)別或知之甚少的細(xì)胞類型。對(duì)于可收縮的松果細(xì)胞、變形吞噬細(xì)胞和分泌神經(jīng)樣細(xì)胞，作者描述了這些細(xì)胞與表達(dá)突觸交流中重要基因的消化性領(lǐng)細(xì)胞密切相關(guān)，它們都位于海綿的消化室周圍。神經(jīng)樣細(xì)胞的相關(guān)X射線和電子顯微鏡顯示支持消化室周圍細(xì)胞通訊的特化細(xì)胞被用于調(diào)節(jié)進(jìn)食。
Musser等人主張說(shuō)這些模塊可能已經(jīng)變得保守并被整合到后來(lái)動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的突觸前和突觸后。
相關(guān)報(bào)道：海綿細(xì)胞暗藏神經(jīng)起源線索
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)（徐銳）：海綿是一種十分簡(jiǎn)單的生物，它們是“濾食大師”，每天可過(guò)濾數(shù)萬(wàn)升的水以收集食物。海綿沒(méi)有大腦，甚至連一個(gè)神經(jīng)元都沒(méi)有，因此它們對(duì)這種復(fù)雜行為的掌握更令人印象深刻。
11月4日發(fā)表在《科學(xué)》上的一項(xiàng)研究表明，海綿利用一個(gè)復(fù)雜的細(xì)胞通信系統(tǒng)調(diào)節(jié)進(jìn)食過(guò)程，并清除入侵的細(xì)菌。
“這是一項(xiàng)非常令人興奮的研究，它讓我們從新角度認(rèn)識(shí)海綿。”美國(guó)耶魯大學(xué)研究海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的進(jìn)化生物學(xué)家Casey Dunn說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)有助于了解動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)是如何進(jìn)化的。
細(xì)胞經(jīng)常相互交流，神經(jīng)元也是如此。它們通過(guò)微小、有針對(duì)性、被稱為突觸的連接傳遞電信號(hào)或化學(xué)信號(hào)。
此前的研究發(fā)現(xiàn)，盡管海綿沒(méi)有神經(jīng)元，但它們擁有編碼蛋白質(zhì)的基因，這些蛋白質(zhì)有助于突觸發(fā)揮功能。
為找到表達(dá)這些基因的細(xì)胞，歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（EMBL）進(jìn)化生物學(xué)家Detlev Arendt和同事，對(duì)淡水海綿不同細(xì)胞的RNA進(jìn)行了測(cè)序。
他們發(fā)現(xiàn)，海綿有18種不同類型的細(xì)胞。其中一些細(xì)胞中的突觸基因是活躍的，而這些細(xì)胞通常聚集在海綿的消化腔周圍。這表明，某種形式的細(xì)胞通信可能協(xié)調(diào)著海綿的濾食行為。
于是，研究人員利用X射線成像和電子顯微鏡研究了其中一種類型的細(xì)胞，他們將其稱為神經(jīng)分泌樣細(xì)胞。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種神經(jīng)細(xì)胞會(huì)用長(zhǎng)長(zhǎng)的“觸手”接觸周圍的環(huán)細(xì)胞。環(huán)細(xì)胞是一種具有毛發(fā)狀突起的細(xì)胞，可驅(qū)動(dòng)海綿的濾水系統(tǒng)捕獲食物。
基于這兩種細(xì)胞類型的相似性以及可分泌化學(xué)物質(zhì)的基因表達(dá)，研究人員認(rèn)為，這些具有“觸手”的類神經(jīng)細(xì)胞能夠與環(huán)細(xì)胞溝通，從而可暫停海綿的濾水系統(tǒng)，以清除碎屑或外來(lái)微生物。
然而，這些神經(jīng)樣細(xì)胞并未組成真的神經(jīng)系統(tǒng)，也沒(méi)有跡象表明突觸能使神經(jīng)元快速進(jìn)行交流。研究論文合著者、EMBL進(jìn)化生物學(xué)家Jacob Musser說(shuō)，相反，海綿中的這種細(xì)胞可能代表了真正神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化的先兆。
“我們處在從擁有獨(dú)立‘片段’到將它們更廣泛結(jié)合在一起的中間點(diǎn)，但還沒(méi)有獲得創(chuàng)建快速傳遞信息的突觸所需的互連性。”Musser說(shuō)。
有些科學(xué)家認(rèn)為，目前還很難證明神經(jīng)系統(tǒng)是從海綿的這種細(xì)胞通信系統(tǒng)進(jìn)化而來(lái)的。事實(shí)上，許多其他生物，包括單細(xì)胞真核生物在內(nèi)，都含有相同的突觸基因。
科學(xué)家希望將這項(xiàng)研究及其方法作為進(jìn)一步研究“無(wú)處不在”的海綿的“出發(fā)點(diǎn)”，而其他海綿是否擁有類似的“蜂窩”通信系統(tǒng)，仍然是一個(gè)未解之謎。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abj2949