Как одноклеточные организмы превратились в сложные многоклеточные, и почему генетически одинаковые клетки в эмбрионе выстраиваются в четкую структуру? На эти вопросы попытались ответить ученые из Университета Юты в статье для Nature Biotechnology.
Ученые рассматривают самоорганизацию клеток — процесс, при котором клетки спонтанно объединяются в ткани и органы, — как закономерность, отчасти обусловленную законами физики. Когда клетки растут и сближаются, их развитие зависит от того, насколько хорошо к ним поступают кислород и питательные вещества, а также от контакта с внешней средой. Из‑за этих ограничений ткани используют несколько базовых «строительных приемов»: образуют полости, складываются складками или ветвятся. Со временем такие простые стратегии создают сложные структуры, например, органы или эмбрион.
Авторы выдвинули гипотезу асимметричного инициирования: возможно, многоклеточность началась не с объединения клеток, а с дисбаланса внутри одной клетки, например, неравномерного распределения молекул или механического напряжения. Такие асимметрии могли запустить разделение функций между клетками и их объединение в структуры. Подтверждение идеи нашлось у архей: эти одноклеточные под механическим сжатием образуют тканеподобные структуры. Получается, переход к многоклеточности был не только генетическим скачком, но и ответом на физические условия.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что генетический код локомоции говорит о нашей эволюции.
