Ajattele verta modernina ihmeenä: punaista, virtaavaa, täysin tuttua. Silti jokaisen pisaran sisällä voi olla koneisto, joka on vanhempi kuin eläimet itse.
Kyoton yliopiston johtama tutkijaryhmä on jäljittänyt verisolujen sukulinjan noin 700 miljoonan vuoden taakse, paljastaen, että suonissamme virtaavat solut eivät syntyneet monisoluisissa eläimissä tyhjästä. Sen sijaan ne vaikuttavat olevan uudelleenkäytettyjä työkaluja, geenipiirejä ja käyttäytymismalleja, jotka on lainattu yksisoluisilta esi-isiltä ja liitetty yhteen pitkän evoluution aikana.
Miten tulkitset menneisyyttä, joka ei jättänyt luita? Luet sen molekyylejä. Ryhmä vertasi transkriptomeja, eli aktiivisia geeniekspressioprofiileja, veren ja immuunisolujen välillä laajassa otannassa: ihmisistä, hiiristä, zebrakaloista, tunikaateista, merisiileistä, kärpäisistä, madoista, sienieläimistä ja jopa eläinten läheisistä yksisoluisista sukulaisista. Logiikka on yksinkertainen. Jos kaksi kaukaista solutyyppiä nojaa hyvin samanlaisiin säätelyohjelmiin, ne saattavat juontaa samasta esi-isän mallista.
Ilmiö oli silmiinpistävä. Varhaiset verisolut näyttivät vähemmän sulavalinjaista happia kuljettavien solujen kaltaisilta ja enemmän tarmokkailta keräilijöiltä: amebamaisilta petoeläimiltä, jotka nielevät hiukkasia kokonaisina. Ajattele makrofageja, niitä suuria valkosoluja, jotka siivoavat solujätteitä ja tunkeilevia mikrobeja. Geenimerkkejä fagosytoosista ja solujen liikkuvuudesta löytyi paitsi eri eläinlinjoissa myös useissa yksisoluisten lajeissa, mikä viittaa siihen, että nämä käyttäytymismallit ovat vanhempia kuin monisoluisuus.
Yksi geeni toistui yhä uudelleen: Fos. Tämä säätelijä auttaa soluja muuttamaan tilaansa ja reagoimaan ympäristöönsä. Kun tutkijat lisäsivät Fosin ilmentymistä yksisoluiseen sukulaiseen, solut hylkäsivät tavallisen ryhmäelämänsä ja palasivat yksinäiseen, amebamaisiin tilaan, käyttäytyen enemmän fagosytoivien metsästäjien tavoin kuin sosiaalisina kolonioina. Tämä yksinkertainen manipulaatio viittasi syvään jatkuvuuteen: geneettiset välineet makrofagin kaltaisiin toimintoihin olivat jo koottuina yksisoluisten esi-isien perimässä kauan ennen eläinten kehitystä.
Tuosta muinaisesta, makrofagin kaltaisesta kantamuodosta veren evoluutiopuu näyttää haaroittuvan. Yksi linja synnytti mast-soluja, immuunijärjestelmän nopean vasteen vartijoita, jotka myöhemmin monipuolistuivat soluiksi kuten T-solut, punasolut ja verihiutaleet. Makrofageista polveutuva haara puolestaan kehittyi soluiksi kuten B-solut, jotka tuottavat vasta-aineita. Se on sukupuu, joka on kirjoitettu geeniekspressioon fossiilien sijaan.
Tällä rekonstruoinnilla on käytännön hyötyjä. Ymmärtäminen siitä, miten verisolujen ohjelmat koottiin, auttaa selittämään, miksi tietyt sairaudet ilmaantuvat ja miten solujen käyttäytymistä koodataan uudelleen esimerkiksi syövässä. Se myös muuttaa arkista käsitystä: immuunivalvonta ja happia kuljettavat solut edustavat evolutiivisia kokeiluja, jotka alkoivat aikaan, jolloin elämä oli vielä yksisoluista.
"Tunnen itseni syvästi liikuttuneeksi näistä havainnoista", sanoi Hiroshi Kawamoto Kyoton yliopistosta, kuvatessaan tutkimusta pitkän työn huipentumana verisolujen erilaistumisen kartoittamiseksi laajojen aikakausien yli. Yhteistyökirjoittaja Yosuke Nagahata lisäsi, että oivaltaa tämän perinnön kiertävän kehossamme tuo uudenlaisen läheisyyden muinaiseen elämään.
Työ julkaistiin Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä ja avaa ikkunan siihen, miten innovaatiot voivat edetä vanhojen osien uudelleenkytkennän ja uudelleenkäytön kautta sen sijaan, että keksittäisiin täysin uusia osia. Seuraavan kerran kun tunnet pulssisi, pohdi tätä: veresi ei pelkästään pidä sinua hengissä, vaan kantaa myös tarinaa, joka alkoi kauan ennen kuin eläimet kulkivat planeetalla.
"Olen biologi ja intohimoni on luonnon monimuotoisuus. Genomissa kirjoitan uusimmista tutkimuksista ja ympäristönsuojelusta."
Keskustelu
Jätä kommentti
Kommentit
Ei vielä kommentteja. Ole ensimmäinen.