გენი, რომელიც ადამიანებში სმენის ჩამოყალიბებასთან არის დაკავშირებული, აღმოჩნდა, რომ ასევე დაკავშირებულია ზღვის ანემონებში მგრძნობელობის განვითარებასთანაც.
გენი, სახელად pou-iv, გვხვდება ვარსკვლავა ზღვის ანემონების (Nematostella vectensis) საცეცებში, სადაც ის გადამწყვეტ როლს ასრულებს ცხოველის შეხების შეგრძნებაში.
კნიდარიები, ანუ მსუსხავები, არის ბიოლოგიური ტიპი, რომელსაც ზღვის ანემონები მიეკუთვნებიან; ამ ცხოველებს ადამიანების მსგავსი ორმხრივი სიმეტრია აქვთ და გამოყოფილები არიან იმ უკანასკნელი საერთო წინაპრისგან, რომელიც დაახლოებით 748-604 მილიონი წლის წინ არსებობდა.
ვარსკვლავა ზღვის ანემონებში ამ გენის როლის აღმოჩენა მიუთითებს, რომ ის მათ საერთო წინაპარშიც იყო წარმოდგენილი და სავარაუდოდ, მასშიც მგრძნობელობის ჩამოყალიბების როლს ასრულებდა.
„ეს კვლევა ამაღელვებელია არა მხოლოდ იმიტომ, რომ ახალ ფანჯარას ხსნის ზღვის ანემონებში მექანომგრძნობელობის განვითარებისა და ფუნქციების შესწავლაში, არამედ ასევე გვეუბნება, რომ ჩვენში სმენის გრძნობის სამშენებლო ბლოკებს უძველესი ევოლუციური ფესვები აქვს, რომლებიც ასობით მილიონი წლით, პრეკამბრიული პერიოდით თარიღდება“, — ამბობს არკანზასის უნივერსიტეტის ბიოლოგი ნაგაიასუ ნაკანიში.
ადამიანებსა და სხვა ხერხემლიანებში, სმენის სისტემის სენსორულ რეცეპტორებს ბეწვებიანი უჯრედები ეწოდება. ამ უჯრედებს აქვთ თითის მსგავს ორგანელათა წყებები, რომლებსაც სტერეოცილიას უწოდებენ და შეიგრძნობენ მექანიკურ სტიმულს; კერძოდ, ვიბრაციებს, რომლებსაც ბგერის სახით ვისმენთ. ძუძუმწოვრებში, გენი pou-iv საჭიროა ბეწვიანი უჯრედების წარმოსაქმნელად; ეს კი იქიდან ვიცით, რომ თაგვები, რომლებსაც pou-iv გენი ამოცლილი აქვთ, ყრუები არიან.
ვარსკვლავა ზღვის ანემონებს თავიანთ საცეცებში ასეთივე მექანომგრძობელობითი ბეწვიანი უჯრედები აქვთ, რასაც მოძრაობის შეგრძნებისთვის იყენებენ. თუმცა, ცოტა რამ იყო ცნობილი ანემონების pou-iv გენის და მისი როლის შესახებ, თუ ასრულებდა ის საერთო რაიმე როლს მგრძნობელობის ჩამოყალიბებაში.
მკვლევართა ჯგუფს, რომელსაც არკანზასის უნივერსიტეტის ბიოლოგი ეთან ოზმენტი ხელმძღვანელობდა, სურდა გაერკვია, რას აკეთებდა ეს გენი. ამისათვის საუკეთესო გზა იყო გენების რედაქტირების ხელსაწყო CRISPR-Cas9-ის გამოყენებით ამ გენის გათიშვა და ცვლილებებზე დაკვირვება. ისინი სწორედ ასე მოიქცნენ.
ვარსკვლავა ზღვის ანემონის განაყოფიერებულ კვერცხებში მკვლევრებმა Cas9 ცილის შემცველი კოქტეილი შეუსვეს, რათა იქიდან pou-iv გენი ამოეღოთ; შემდეგ კი შეისწავლეს ემბრიონების განვითარება, ზრდა და მუტირებული ანემონები.
გარეული ტიპის საკონტროლო ანემონებისგან განსხვავებით, ასე გამოყვანილ მუტანტ ცხოველებს აღენიშნათ საცეცების ბეწვიანი უჯრედების პათოლოგიური განვითარება და აღმოჩნდა, რომ არ პასუხობდნენ შეხებაზე. pou-iv გენის გარეშე, ანემონები თავიანთ ბეწვიანი უჯრედებით ვერ გრძნობდნენ მექანიკურ სტიმულს.
გარდა ამისა, pou-iv-ის ამოღებამ ანემონებში მნიშვნელოვნად დათრგუნა იმის მსგავსი გენი, რომელიც ხერხემლიანებში ცილა პოლიცისტინ 1-ს აწარმოებს და საჭიროა თირკმელებში სითხის ნაკადის შეგრძნებისთვის. ზღვის ანემომებს თირკმელები არ აქვთ, მაგრამ სითხის ნაკადის შეგრძნება ზღვის ცხოველებისთვის უდავოდ გამოსადეგია უნარია.
საერთო ჯამში, როგორც მკვლევრები აცხადებენ, შედეგები მიუთითებს, რომ pou-iv გენმა საკუთარი როლი შეასრულა კნიდარიების (მსუსხავები) და ბილატერული (ორმხრივი სიმეტრიის მქონე ცხოველთა ტაქსონი) ტიპების საერთო წინაპარში მექანომგრძნობელობითი უჯრდების ჩამოყალიბებაში. ამ გენზე უფრო დეტალური დაკვირვება მოითხოვს იმ სხვა ტიპების მონაცემებსაც, რომლებიც საერთო წინაპარს უფრო ადრე გამოეყვნენ.
„ჩვენ მიერ მიღებული შედეგები მიუთითებს, რომ pou-iv გენის როლი მექანორეცეპტორულ განვითარებაში ფართოდ არის დაცული კნიდარიებსა და ბილატერულებში. უცნობია, როდის გაჩნდა ცხოველთა ევოლუციაში მექანორეცეპტროული გამიჯვნა და ამის გარკვევა მოითხოვს შედარებით მონაცემებს პლაცოზოებისა (Placozoa) და ღრუბელებისგან“, — წერენ მკვლევრები პუბლიკაციაში.
კვლევა ჟურნალ eLife-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია news.uark.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
