Sel ubur-ubur yang menyengat mengungkapkan rahasia keanekaragaman hayati: penelitian

Washington [US]22 Mei: Menurut penelitian baru di Cornell University di National Academy of Sciences, Cnidocytes, sering dikenal sebagai sel penyengat, ditemukan di karang dan ubur-ubur. Itu membuat kita waspada terhadap kaki kita saat mengarungi laut, dan juga merupakan model yang bagus untuk lebih memahami pembentukan jenis sel baru.

Dalam penelitian baru yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences pada 2 Mei, Leslie Babonis, asisten profesor ekologi dan biologi evolusioner di College of Arts and Sciences, menunjukkan bahwa sel-sel penyengat ini berevolusi melalui pemulihan neuron yang diwarisi oleh nenek moyang. tengkorak.

“Hasil mengejutkan ini menunjukkan bagaimana gen baru mendapatkan fungsi baru untuk mendorong evolusi keanekaragaman hayati,” kata Babonis. “Mereka menyarankan bahwa pilihan jenis sel progenitor merupakan sumber penting dari fungsi sel baru selama perkembangan awal hewan.”

Memahami bagaimana jenis sel khusus, seperti sel penyengat, muncul adalah salah satu tantangan utama dalam biologi evolusioner, kata Babonis. Hari Ubur-ubur Sedunia: jenis ubur-ubur yang ditemukan di dunia laut dan sifat-sifatnya (tonton videonya)

Hampir seabad yang lalu, neuron diketahui berkembang dari sekelompok sel punca yang juga memunculkan neuron (sel otak), namun hingga kini, tidak ada yang tahu bagaimana sel punca ini memutuskan untuk membentuk neuron atau sel jarak jauh. Memahami proses ini dalam organisme berongga dapat mengungkapkan petunjuk tentang bagaimana sel-sel mata berevolusi di tempat pertama, kata Babonis.

Cnidocytes (“Cnidos adalah kata Yunani yang berarti “jelatang penyengat”), umum pada spesies di kelas Cnidaria yang beragam, dan dapat melepaskan duri atau titik beracun atau memungkinkan lubang untuk menyetrum mangsa atau menghalangi penyerang.

Cnidaria adalah satu-satunya hewan yang memiliki sel mata, kata Babonis, tetapi banyak hewan memiliki neuron. Jadi dia dan rekan-rekannya di Laboratorium Ilmu Biologi Kelautan Whitney di Universitas Florida mempelajari cnidaria – khususnya anemon laut – untuk memahami bagaimana neuron dapat diprogram ulang untuk membuat sel baru.

“Salah satu fitur unik sel mata adalah mereka semua memiliki organel peledak (kantong kecil di dalam sel) yang berisi tombak yang keluar untuk menyengat Anda,” kata Babonis.

“Tombak ini terbuat dari protein yang juga hanya ditemukan pada cnidaria, jadi tampaknya sel okular adalah salah satu contoh paling jelas tentang bagaimana asal usul gen baru (yang mengkode protein unik) dapat mendorong evolusi baru. tipe sel.”

Menggunakan genomik fungsional dalam anemon laut, Nematostella vectensis, para peneliti menunjukkan bahwa cnidocytes berkembang dengan menghentikan ekspresi neuropeptida, RFamide, dalam subset dari neuron yang sedang berkembang dan merekrut kembali sel-sel itu untuk membentuk sel-sel yang jauh.

Lebih lanjut, para peneliti menunjukkan bahwa satu gen pengatur spesifik gen bertanggung jawab untuk mematikan fungsi neuronal sel-sel tersebut dan mengaktifkan sifat spesifik neuron.

Neuron dan neuron memiliki bentuk yang serupa, kata Babonis. Keduanya adalah sel sekretori yang mampu mengeluarkan sesuatu dari sel. Neuron mengeluarkan neuropeptida – protein yang dengan cepat mengirimkan informasi ke sel lain. Cnidocytes mengeluarkan tombak beracun, Babonis berkata, “Ada satu gen yang bertindak sebagai saklar lampu – ketika menyala, Anda mendapatkan nidosit, dan ketika dimatikan Anda mendapatkan neuron.” “Ini logika yang sangat sederhana untuk mengontrol identitas sel.”

Ini adalah studi pertama yang menunjukkan bahwa alasan ini ada pada mikroorganisme, kata Babonis, jadi fitur ini kemungkinan mengatur bagaimana sel menjadi berbeda satu sama lain pada hewan multiseluler tertua.

Babonis dan labnya berencana untuk studi masa depan untuk menyelidiki prevalensi peralihan genetik ini dalam menciptakan jenis sel baru pada hewan. Satu proyek, misalnya, akan menyelidiki apakah mekanisme serupa mendorong asal mula sel-sel pensekresi kerangka baru di karang. (Ani)