Μια νέα εξελικτική ανάλυση υποδηλώνει ότι τα σύγχρονα κύτταρα του αίματος και του ανοσοποιητικού συστήματος διατηρούν μια βιολογική κληρονομιά ηλικίας περίπου 700 εκατομμυρίων ετών, η οποία προέρχεται από αρχαίους μονοκύτταρους οργανισμούς.
Πολύ πριν εμφανιστούν οι άνθρωποι, τα ψάρια και τα ζώα αρχαίοι μονοκύτταροι οργανισμοί ενδέχεται να διέθεταν ήδη το γενετικό «σχέδιο» ενός από τα σημαντικότερα συστήματα του σώματος: του αίματος.
Μια νέα μελέτη από το Πανεπιστήμιο του Κιότο υποστηρίζει ότι η προέλευση των κυττάρων του αίματος ανάγεται περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια πίσω σε μια εποχή κατά την οποία τα πρώτα πολυκύτταρα όντα μόλις άρχιζαν να εμφανίζονται. Εξετάζοντας την εξελικτική ιστορία των κυττάρων του αίματος και του ανοσοποιητικού σε διάφορα είδη οι ερευνητές βρήκαν ενδείξεις ότι τμήματα του ανθρώπινου ανοσοποιητικού συστήματος κληρονομήθηκαν από μικροσκοπικούς προγόνους που έζησαν πολύ πριν εξελιχθεί η σύνθετη ζωή.
Σήμερα το αίμα δεν μεταφέρει μόνο οξυγόνο. Τα κύτταρά του εντοπίζουν παθογόνους οργανισμούς, επιδιορθώνουν τραυματισμένους ιστούς, προκαλούν φλεγμονώδεις αντιδράσεις και συντονίζουν τις άμυνες του οργανισμού. Ωστόσο παρά τις δεκαετίες έρευνας γύρω από τη λειτουργία τους οι επιστήμονες δυσκολεύονταν να απαντήσουν σε ένα πιο θεμελιώδες ερώτημα. από πού προήλθαν αρχικά αυτά τα κύτταρα;
Τα εξελικτικά δέντρα
Για να το διερευνήσουν οι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο σύγκρισης της γονιδιακής δραστηριότητας μεταξύ διαφορετικών ζωικών ειδών και κυτταρικών τύπων. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν τα δεδομένα για να δημιουργήσουν εξελικτικά «οικογενειακά δέντρα» που χαρτογραφούν τον τρόπο με τον οποίο οι κυτταρικές σειρές του αίματος εμφανίστηκαν και διαφοροποιήθηκαν κατά τη διάρκεια εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.
Σε αντίθεση με πολλές προηγούμενες μελέτες συμπεριέλαβαν και μονοκύτταρους οργανισμούς στην ανάλυσή τους, αναζητώντας γενετικές συνδέσεις ανάμεσα στα σύγχρονα κύτταρα του αίματος και την αρχαία μονοκύτταρη ζωή.
Μεταξύ των ανθρώπινων κυτταρικών σειρών του αίματος που εξετάστηκαν τα μακροφάγα (εξειδικευμένα λευκά αιμοσφαίρια του ανοσοποιητικού συστήματος) παρουσίασαν τις ισχυρότερες ομοιότητες με τους μονοκύτταρους οργανισμούς. Αυτό υποδηλώνει ότι τα πρώτα κύτταρα του αίματος πιθανότατα έμοιαζαν με τα σημερινά μακροφάγα.
Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης το γονίδιο FOS το οποίο εκφράζεται ευρέως στα κύτταρα του αίματος πολλών ζωικών ειδών και το συνέδεσαν με έναν μονοκύτταρο πρόγονο που έζησε πριν από περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα πρώτα κύτταρα του αίματος εμφανίστηκαν περίπου την ίδια περίοδο με την εμφάνιση των πρώτων πολυκύτταρων ζώων.
Το χρονικό του αίματος
Σύμφωνα με τη μελέτη τα πρώτα ζώα ενδέχεται να δημιούργησαν τα αρχικά κύτταρα του αίματος αξιοποιώντας γενετικό υλικό που είχαν κληρονομήσει από τους μονοκύτταρους προγόνους τους.
Η ανάλυση υποδηλώνει ακόμη ότι τα μαστοκύτταρα διαφοροποιήθηκαν αργότερα από τα μακροφάγα. Στη συνέχεια, από τα μαστοκύτταρα προέκυψαν τα πρωτόγονα Τ-λεμφοκύτταρα και τα ερυθρά αιμοσφαίρια. Τα πρωτόγονα Β-λεμφοκύτταρα φαίνεται ότι διαχωρίστηκαν από τα μακροφάγα μετά την εξέλιξη των μαστοκυττάρων.
Ανακατασκευάζοντας το εξελικτικό «οικογενειακό δέντρο» των κυττάρων του αίματος σε βάθος 700 εκατομμυρίων ετών, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ίχνη αυτής της αρχαίας ιστορίας παραμένουν ενσωματωμένα στις αναπτυξιακές διαδικασίες των σύγχρονων κυττάρων του αίματος. Η μελέτη υποστηρίζει ότι τα κύτταρα του αίματος και του ανοσοποιητικού συστήματος που κυκλοφορούν σήμερα στους σπονδυλωτούς οργανισμούς αποτελούν μέρος μιας βιολογικής κληρονομιάς που μεταβιβάστηκε από αρχαίους μονοκύτταρους προγόνους.
«Νιώθω βαθιά συγκίνηση για αυτά τα ευρήματα τα οποία αποτελούν την κορύφωση της δουλειάς μας και δείχνουν ότι οι οδοί διαφοροποίησης των κυττάρων του αίματος στα σπονδυλωτά αντανακλούν μια εξελικτική ιστορία 700 εκατομμυρίων ετών», δήλωσε ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Χιρόσι Καβαμότο.
Ο Γιοσούκε Ναγκαχάτα από το Ινστιτούτο Εξελικτικής Βιολογίας της Ισπανίας, μέλος της ερευνητικής ομάδας πρόσθεσε: «Όταν συνειδητοποιώ ότι αυτή η κληρονομιά από τόσο μακρινούς χρόνους κυκλοφορεί σήμερα μέσα στο σώμα μου με τη μορφή των κυττάρων του αίματος νιώθω πιο κοντά στους μακρινούς προγόνους μας».
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η μέθοδος που ανέπτυξαν μπορεί να βοηθήσει επίσης στη μελέτη της εξελικτικής προέλευσης ασθενειών όπως ο καρκίνος, συμβάλλοντας στην καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών τους και στην ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων.
Naftemporiki.gr
Για να εμφανίζονται περισσότερα άρθρα της Ναυτεμπορικής στις αναζητήσεις σας εύκολα και γρήγορα, πρέπει να προσθέσετε το site στις προτιμώμενες πηγές σας. Μπορείτε να το κάνετε πηγαίνοντας εδώ.
