Японские и испанские биологи реконструировали эволюционную историю клеток крови, проследив их происхождение на 700 миллионов лет назад. Исследователи из Киотского университета и Института эволюционной биологии в Испании установили, что первые клетки крови появились одновременно с первыми многоклеточными организмами, унаследовав генетический материал древних одноклеточных предков. Результаты исследования представлены в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Для воссоздания эволюционного древа авторы разработали новый аналитический метод, основанный на сравнении паттернов экспрессии генов у различных видов животных и одноклеточных организмов. С его помощью биологи сопоставили характеристики современных клеток крови с их возможными одноклеточными предшественниками и определили этапы их дифференциации.
Наибольшее сходство с одноклеточными организмами обнаружили макрофаги – иммунные клетки, отвечающие за поглощение бактерий и клеточного мусора. Исследователи предполагают, что именно они послужили основой для формирования кровеносной системы. Кроме того, происхождение гена FOS, который активно экспрессируется в клетках крови многих современных животных, удалось проследить до одноклеточного предка, жившего около 700 миллионов лет назад.
Генетический анализ также показал последовательность разделения клеточных линий. Согласно выводам ученых, тучные клетки развились из макрофагов, а затем от них отделились предшественники Т-лимфоцитов и эритроцитов. При этом прототипы В-лимфоцитов ответвились напрямую от макрофагов уже после обособления тучных клеток. Эта структура демонстрирует, что современные пути развития иммунной и кровеносной систем сохраняют связи с биологическими механизмами древнейших организмов.
Разработанный метод сравнительного анализа генов планируется использовать для изучения природы онкологических заболеваний. По мнению руководителя исследовательской группы Хироси Кавамото, понимание эволюционных корней патологических процессов поможет раскрыть их механизмы и в перспективе создать новые методы терапии.
