Zöldinfó

A gombák és az állatok evolúciós útját térképezték fel az ELTE kutatói

Két látszólag nagyon különböző, ám valójában meglepően közeli rokon többsejtű csoport, az állatok és a gombák evolúciós eredetét vizsgálták nemzetközi együttműködés keretében az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Biológiai Fizikai Tanszékének kutatói.

Létrehozva:

4 év telt el a létrehozás óta

2022-08-29

Szerző:

Hell

A rangos Nature folyóiratban megjelenő tanulmányt jegyző kutatók a mai genetikai sokféleséget felhasználó, az ELTE-n fejlesztett számítógépes modelleken alapuló evolúciós rekonstrukciót mutatnak be – közölte az ELTE Természettudományi Kara szerdán az MTI-vel. Az egyes gének történetét egyenként rekonstruáló eljárás segítségével a szakemberek feltérképezték a gombák és az állatok evolúciós útját a komplex többsejtűség felé. Eredményeik szerint a két csoport már meglepően korán, szinte közvetlenül közös ősüktől való több mint egymilliárd évvel ezelőtti elválásuk után, ám még a többsejtűség megjelenése előtt eltérő evolúciós pályára lépett. A Szöllősi Gergely fizikus és evolúcióbiológus vezette ERC GENECLOCKS kutatócsoport által fejlesztett, a teljes genomszekvenciák hatékony elemzésére képes számítási módszerek segítségével tudtak a korábbinál pontosabb és részletesebb választ adni az evolúció egyik alapvető kérdésére.

Mint a közlemény emlékeztet, az evolúcióbiológusok mindig is kíváncsiak voltak az állatok és gombák evolúciós történetére: az összetett többsejtű organizmusok e két csoportja első látásra teljesen eltérő, valójában azonban közeli rokonok. Az állatok és a gombák ugyanannak a kiterjedt családnak, az eukarióta szupercsoportnak a tagjai, azaz sokkal közelebbi rokonai egymásnak, mint bármelyikük a növényeknek. Mivel nem állnak rendelkezésre részletes fosszíliamaradványok az állatok és gombák ősei szétválásának idejéből, nehéz feladat volt annak a kérdésnek a megválaszolása, hogyan fejlődött ki ugyanazon eukarióta szupercsoporton belül két ilyen mértékben eltérő példa a komplex többsejtűségre. “Ahhoz, hogy ezt az evolúciós rejtélyt megfejtsük, először teljes genomszekvenciákat kellett előállítanunk az egysejtű csoportokból, amelyek az Élet Fáján az állatok és gombák között ágaznak le” – idézi a közlemény Inaki Ruiz-Trillót, a barcelonai Institut de Biologia Evolutiva (CSIC-UPF) vezető kutatóját és professzorát.

A kutatók több állat- és gombafaj és a többsejtűség kialakulását megelőzően leágazó egysejtű csoportokra újonnan meghatározott teljes genomszekvenciáját vizsgálták. A ma élő gombák, állatok és legközvetlenebb egysejtű rokonaik teljes genetikai szövegéből kiindulva az egyes gének evolúciós történetét visszakövetve százmillió éves távlatokban rekonstruálták a két csoport evolúcióját. Az elemzésekből kirajzolódó kép szerint a mai állatok és gombák közötti genetikai különbségek az evolúció korai szakaszában elkezdődött fokozatos változások következményei. A kutatók eredményei azt mutatják, hogy ezek a változások közvetlenül a két csoport leszármazási vonalának több mint egymilliárd évvel ezelőtti elágazása után indultak be. “Ez meglepett minket, mert azt várhattuk, hogy mind az állatok, mind a gombák esetében a többsejtűség megjelenésével egy időben következett be a genetikai változások többsége” – mondta Eduard Ocana-Pallares, az ELTE Biológiai Fizika Tanszékének posztdoktori kutatója.

A kutatók szerint az állatok kifejlődéséhez vezető leszármazási vonal olyan géneket halmozott fel, amelyek később elengedhetetlenné váltak az állati soksejtűséghez. Ezzel szemben a gombák ősei folyamatos “genetikai veszteségeket” szenvedtek el, ami genetikai “képességeiket” a metabolikus sokféleség irányába tolta. Ez az eltolódás tette lehetővé a gombák számára, hogy hatékonyan alkalmazkodjanak és maradjanak fenn a legkülönfélébb környezeti feltételek mellett is – áll a közleményben.

mti

Kapcsolódó tartalom:állatok gombák környezetvédelem kutatás tudomány

Zöldinfó

Magyar kutatók fontos felfedezést tettek a sejtek belső működéséről

Magyar kutatók feltárták, hogyan szabályozzák a sejtek a felesleges váladékszemcsék lebontását.

Létrehozva:

4 óra telt el a létrehozás óta

2026-06-16

Szerző:

Vanessza

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)

Az ELTE és a Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) munkatársai közös kutatásukban azonosították azt a molekuláris mechanizmust, amellyel az élő sejtek kijelölik a feleslegessé vagy hibássá vált váladékszemcséiket a lebontásra. Az FEBS Letters című szakfolyóiratban megjelent felfedezés közelebb vihet az akut hasnyálmirigy-gyulladás megértéséhez és hatékonyabb kezeléséhez is. Az élő sejtek folyamatosan döntéseket hoznak arról, hogy az általuk termelt anyagokat milyen módon használják fel, azaz kiürítsék vagy lebontsák azokat. Az ELTE Anatómiai, Sejt- és Fejlődésbiológiai Tanszékének kutatói, valamint a Szegedi Biológiai Kutatóközpont Genetikai Intézetének kutatói közös munkájukban azt vizsgálták, hogyan “dönt” egy mirigysejt a benne képződő váladékszemcsék sorsáról – olvasható az ELTE MTI-hez eljuttatott hétfői közleményében. A mirigysejtek a szervezet számára hasznos anyagokat állítanak elő, amelyeket úgynevezett váladékszemcsékben (szekréciós granulumokban) raktároznak. Ezeknek a szemcséknek a beltartalma ezt követően a sejtből kiürülhet, és fontos szerepet játszhat például a nyálkahártyák védelmében vagy az emésztés megindításában.
A folyamat során azonban gyakran keletkezik a szükségesnél több váladék vagy olyan szemcse, amely nem megfelelő minőségű, kiürítésre alkalmatlan. A sejtek ezeket a citoplazmában tartják, majd egy közel 60 éve ismert folyamat, a krinofágia útján lebontják: a szemcsék közvetlenül összeolvadnak a sejt emésztőrendszereként működő lizoszómákkal. Bár a jelenséget régóta ismerik, molekuláris szabályozása sokáig kevéssé volt feltárt.

Az ELTE, valamint az SZBK kutatói arra keresték a választ, mi határozza meg, hogy egy adott váladékszemcse belép-e ebbe a lebontási útvonalba, vagy inkább kiürítésre kerül. A vizsgálatokhoz az ecetmuslica (Drosophila melanogaster) fiatal bábjainak nyálmirigyeit használták modellrendszerként, amelyek a bábozódás előtt rendkívül nagy mennyiségű ragasztófehérjét termelnek a báb rögzítéséhez. A túltermelés miatt jelentős mennyiségű váladékszemcse marad a sejtek citoplazmájában, amelyeket a szervezet fejlődési programja automatikusan a lebontási útra irányít. Ez ideális környezetet biztosított a krinofágia tanulmányozásához.

Fluoreszcens jelölési technikák segítségével a kutatók kimutatták, hogy az ubiquitin nevű molekula jelenik meg azoknak a váladékszemcséknek a felszínén, amelyek kiürülés helyett lebontásra kerülnek. Ez a fehérje a sejtekben általánosan ismert “jelölőként” működik: számos lebontási folyamatban szolgál a célpontok degradációs címkéjeként. A frissen publikált eredmények alapján az ubiquitin a váladékszemcsék esetében is hasonló szerepet tölt be, vagyis egyfajta “jelzést” ad arra, hogy az adott granulum a kiürülés helyett lebontásra kerül.

A szakemberek azonosították a folyamatért felelős molekulát is: a Cnot4 nevű ubiquitin ligáz enzim képes az ubiquitint a szekréciós granulumok membránjára helyezni. A rendszer működésének fontosságát mutatja, hogy a Cnot4 gátlása megzavarta a lebontást, míg az enzim túltermelése idő előtti granulum-lebomlást idézett elő. A közlemény szerint a magyar kutatók eredményei az alapkutatási jelentőségen túlmutatva a klinikai orvoslásban is fontosak lehetnek. A krinofágia szabályozásának zavara ugyanis számos betegségben, így az akut hasnyálmirigy-gyulladás kialakulásában is kulcsszerepet játszhat. A hasnyálmirigyben tárolt emésztőenzimek idő előtti, sejten belüli aktiválódása súlyos gyulladást okoz.

A frissen közölt eredmények új szempontokat adnak annak megértéséhez, hogyan működik a sejtek belső “minőségellenőrző” és szortírozó rendszere. A váladékszemcsék sorsának ilyen típusú szabályozása alapvető jelentőségű a sejtek egészséges működése szempontjából, és hosszabb távon hozzájárulhat olyan terápiás megközelítések kidolgozásához, amelyek célzottan befolyásolják ezt a folyamatot.

Tovább olvasom