海綿中的細(xì)胞多樣性闡明了神經(jīng)系統(tǒng)的進(jìn)化

根據(jù)一項(xiàng)新的研究，位于海綿消化室中的特殊細(xì)胞——我們最遠(yuǎn)的動(dòng)物親戚——可能代表了神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化的起點(diǎn)。“我們的工作……將海綿放在闡明神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)化的中心位置，”作者寫(xiě)道。他們的發(fā)現(xiàn)指出，參與調(diào)節(jié)進(jìn)食和控制海綿微生物環(huán)境的細(xì)胞是動(dòng)物更高級(jí)細(xì)胞通訊的前體。

能夠相互定向交流的復(fù)雜和特化的后生動(dòng)物細(xì)胞類(lèi)型的進(jìn)化起源尚不清楚。雖然 Porifera 或海綿是多細(xì)胞的，但它們?nèi)狈φ嬲慕M織和器官，也沒(méi)有神經(jīng)、消化或循環(huán)系統(tǒng)。相反，它們依靠流經(jīng)多孔體的水來(lái)獲取食物、氧氣并清除廢物。然而，盡管組織簡(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。更重要的是，他們可以進(jìn)行全身收縮以清除體內(nèi)的碎片。

尚未確定能夠在這些無(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。使用全身單細(xì)胞 RNA 測(cè)序，Jacob Musser 及其同事對(duì)淡水海綿中的細(xì)胞類(lèi)型進(jìn)行了全面調(diào)查，他們可以進(jìn)行全身收縮以清除體內(nèi)碎屑。尚未確定能夠在這些無(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。使用全身單細(xì)胞 RNA 測(cè)序，Jacob Musser 及其同事對(duì)淡水海綿中的細(xì)胞類(lèi)型進(jìn)行了全面調(diào)查，他們可以進(jìn)行全身收縮以清除體內(nèi)碎屑。尚未確定能夠在這些無(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。使用全身單細(xì)胞 RNA 測(cè)序，Jacob Musser 及其同事對(duì)淡水海綿中的細(xì)胞類(lèi)型進(jìn)行了全面調(diào)查，Spongilla lacustris。

穆瑟等人。鑒定了 18 種不同的細(xì)胞類(lèi)型，包括一些以前未知、未被識(shí)別或知之甚少的細(xì)胞類(lèi)型。作者描述了可收縮的松果體細(xì)胞、變形蟲(chóng)吞噬細(xì)胞和分泌性神經(jīng)樣細(xì)胞，這些細(xì)胞與表達(dá)在突觸通訊中重要的基因的消化管細(xì)胞密切相關(guān)，所有這些細(xì)胞都位于海綿的消化室周?chē)?。神?jīng)樣細(xì)胞的相關(guān) X 射線和電子顯微鏡顯示特化細(xì)胞支持消化室周?chē)募?xì)胞通訊并用于調(diào)節(jié)進(jìn)食。穆瑟等人。爭(zhēng)辯說(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。

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