Den uråldriga gåtan med nejonögon: avslöja evolutionära mysterier hos käklösa ryggradsdjur

StockholmNejonögon är en av endast två ryggradsdjursarter utan käkar. De orsakar problem i fisket i Mellanvästern, men hjälper också forskare att förstå ryggradsdjurens evolution. Forskare från Northwestern University jämförde nejonögon med käkförsedda, vattenlevande grodor kallade Xenopus. De upptäckte viktig information om två nyckeltyper av stamceller: pluripotenta blastulaceller och neurallistceller.

Här är några viktiga punkter från studien:

• Lampreys och grodor har liknande nätverk för pluripotens i sina gener.
• Lampreys uttrycker inte pou5-genen i nervbågens celler.
• Denna gen är avgörande för bildandet av käk- och huvudstrukturer hos käkförsedda ryggradsdjur.

Pluripotenta celler kan omvandlas till vilken celltyp som helst i kroppen. Både blastula- och neuralkamceller har denna förmåga. En ny studie visade att medan neuralkamceller hos grodor visar uttryck av pou5, gör inte nejonögon det. Denna skillnad kan förklara varför nejonögon saknar käkar. Forskarna publicerade sina resultat i Nature Ecology & Evolution.

Att studera nejonögon kan hjälpa oss att förstå ursprunget och utvecklingen av ryggradsdjur, inklusive människor. Carole LaBonne, professor vid Northwestern och expert inom utvecklingsbiologi, ledde en studie och sa att för att förstå evolutionen bör vi studera de mest primitiva levande ryggradsdjuren som slimål och nejonögon.

Läs också:

Idag · 03:39

Nya insikter om Uranus och Neptunus: avslöjar hemligheterna bakom deras kaotiska magnetfält

Neurallistceller är anpassningsbara och kan utvecklas till olika celltyper, såsom nervceller och muskelceller. Hos käkförsedda ryggradsdjur förlorar blastulaceller sin förmåga att bli många olika celltyper tidigt, medan neurallistceller behåller denna förmåga längre. Forskare har upptäckt att lampreyblastulaceller fortfarande har ett fullständigt nätverk för pluripotens, vilket tyder på att käkförsedda och käklösa ryggradsdjur kan ha utvecklat dessa stamcellstyper tillsammans.

Joshua York, den förste författaren och en postdoktoral forskare, påpekade att även om lamprejs och grodors gener mestadels liknar varandra, saknar lamprejer genen pou5 som uttrycks i neuraliska kamceller. Detta kan innebära att genen förlorades över tid och inte utvecklades senare hos käkförsedda ryggradsdjur. Trots 500 miljoner års evolution finns det fortfarande strikta gränser för uttrycksnivåer av gener som är nödvändiga för att främja pluripotens.

Nejonögon och grodor har utvecklats separat under miljontals år, men trots det använder de liknande biologiska regleringar. Forskarna var nyfikna på varför dessa likheter finns. Projektet finansierades av olika organisationer, såsom National Institutes of Health och National Science Foundation, och det var tillägnat Dr. Joseph Walder.

Att studera nejonögon kan hjälpa forskare att lära sig mer om ryggradsdjurens evolution. Genom att jämföra nejonögon med djur som har käkar, strävar forskarna efter att förstå hur viktiga egenskaper hos moderna djur, inklusive människor, har utvecklats. Denna forskning är ett steg mot att lösa dessa gamla biologiska gåtor.