Nová evoluční analýza naznačuje, že moderní buňky krve a imunitního systému si zachovávají biologické dědictví sahající asi 700 milionů let do minulosti, pocházející ze starověkých jednobuněčných organismů.
Dlouho předtím, než se objevili lidé, ryby a zvířata, mohly starověké jednobuněčné organismy již mít genetický »plán« pro jeden z nejdůležitějších systémů těla: krev.
Nová studie Kjótské univerzity naznačuje, že původ krevních buněk sahá přibližně 700 milionů let do doby, kdy se teprve začínali objevovat první mnohobuněční tvorové. Zkoumáním evoluční historie krevních a imunitních buněk napříč druhy vědci našli důkazy o tom, že části lidského imunitního systému byly zděděny od drobných předků, kteří žili dlouho předtím, než se vyvinul složitý život.
Krev dnes dělá víc než jen transportuje kyslík. Její buňky detekují patogeny, opravují poškozené tkáně, spouštějí zánětlivé reakce a koordinují obranyschopnost těla. Navzdory desetiletím výzkumu jejich funkce se však vědci potýkají s odpovědí na zásadnější otázku: odkud tyto buňky původně pocházejí?
Krev je tekutina, která přenáší kyslík a živiny do buněk a odvádí oxid uhličitý a další odpadní produkty. Technicky vzato je krev transportní kapalina pumpovaná srdcem ( nebo ekvivalentní strukturou) do všech částí těla, po které se vrací do srdce, aby se proces opakoval. Krev je však také typem tkáně , protože je to soubor podobných specializovaných buněk, které plní určité funkce. Existují tři široké kategorie krevních buněk, které mají důležité funkce. Červené krvinky neboli erytrocyty přenášejí kyslík z plic do zbytku těla. Bílé krvinky neboli leukocyty pomáhají chránit tělo před patogeny. Existuje pět různých typů leukocytů, které bojují s infekcí různými způsoby. Krevní destičky neboli trombocyty se shlukují a tvoří sraženiny, které opravují poškozené cévy. (Encyklopedie Britannica)
Evoluční stromy
Pro zkoumání tohoto problému vědci vyvinuli novou metodu pro porovnávání genové aktivity u různých živočišných druhů a typů buněk. Data poté použili k vytvoření evolučních »rodokmenů«, které mapují, jak se linie krevních buněk objevovaly a diverzifikovaly v průběhu stovek milionů let.
Na rozdíl od mnoha předchozích studií zahrnuli do své analýzy i jednobuněčné organismy a hledali genetické souvislosti mezi moderními krevními buňkami a starověkým jednobuněčným životem.
Mezi zkoumanými liniemi lidských krvinek vykazovaly makrofágy (specializované bílé krvinky imunitního systému) největší podobnost s jednobuněčnými organismy. To naznačuje, že první krvinky se pravděpodobně podobaly dnešním makrofágům.
Vědci také identifikovali gen FOS, který je široce exprimován v krevních buňkách mnoha živočišných druhů, a spojili ho s jednobuněčným předkem, který žil asi před 700 miliony let. Výsledky naznačují, že první krevní buňky se objevily přibližně ve stejnou dobu jako první mnohobuněční živočichové.
Kronika krve
Podle studie mohla první zvířata vytvořit původní krevní buňky využitím genetického materiálu, který zdědila po svých jednobuněčných předcích.
Analýza také naznačuje, že se žírné buňky později diferencovaly z makrofágů. Z žírných buněk pak vznikly primitivní T buňky a červené krvinky. Zdá se, že primitivní B buňky se od makrofágů oddělily po evoluci žírných buněk.
Rekonstrukcí evolučního »rodokmenu« krevních buněk sahajícího 700 milionů let zpět vědci zjistili, že stopy této dávné historie zůstávají zakořeněny ve vývojových procesech moderních krevních buněk. Studie tvrdí, že krevní a imunitní buňky cirkulující v dnešních obratlovcích jsou součástí biologického odkazu předávaného od dávných jednobuněčných předků.
»Tyto poznatky mě hluboce dojaly, protože představují vyvrcholení naší práce a ukazují, že dráhy diferenciace krevních buněk u obratlovců odrážejí 700 milionů let dlouhou evoluční historii,« řekl Hiroši Kawamoto, vedoucí výzkumného týmu.
Yosuke Nagahata z Ústavu evoluční biologie ve Španělsku, člen výzkumného týmu, dodal: »Když si uvědomím, že toto dědictví z tak vzdálených dob dnes koluje v mém těle v podobě krevních buněk, cítím se blíž našim vzdáleným předkům.«
Vědci se domnívají, že metoda, kterou vyvinuli, může také pomoci při studiu evolučního původu nemocí, jako je rakovina, a přispět k lepšímu pochopení jejich mechanismů a vývoji nových terapeutických přístupů.
Ioannis Sideropulos
ZDROJ – Animals have expanded the evolutionary legacy of unicellular ancestors in blood cells
Diskuze je uzavřena.