Ученые Центра геномной регуляции в Барселоне обнаружили доказательства, что предшественниками нейронов могли быть секреторные клетки у пластинчатых — примитивных животных, представляющих собой агрегаты клеток без какой-либо части клеток или органов. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Пластинчатые (Plaсozoa) впервые появились на Земле предположительно около 800 миллионов лет назад и являются одной из пяти основных групп животных, включая гребневиков, губок, стрекающих и билатерий (все остальные животные). Они координируют свое поведение благодаря пептидергическим клеткам — особым типам клеток, которые выделяют небольшие пептиды, регулирующие движение всего остального тела и питание.
Исследователи составили карту всех типов клеток плакозоев, определив их характеристики у четырех разных видов. Каждый тип клеток выполняет особую роль в зависимости от определенного набора активных генов. Затем была создана карта регуляторных областей ДНК, которые контролируют совокупности (кластеры) этих генов.
Оказалось, что основные девять типов плакозоев связаны множеством промежуточных типов клеток, которые изменяются от одного типа к другому. Также были выявлены 14 разновидностей пептидергических клеток, но они отличались от других клеток тем, что не демонстрировали никаких признаков роста или деления. Они также имели множество сходных черт с нейронами: их развитие напоминало нейрогенез; они содержат кластеры генов, необходимые для формирования пресинаптических каркасов; и производят химические мессенджеры, напоминающие нейротрансмиттеры.
Характерные компоненты нервных клеток сформировались 800 миллионов лет назад у предков животных, обитавших в мелководных морях древней Земли. С эволюционной точки зрения ранние нейроны могли возникнуть из предшественников, напоминавших пептидергические секреторные клетки современных плакозой. В конце концов, пептидергические клетки обзавелись кластерами генов, позволившими создавать постсинаптические каркасы, формировать аксоны и дендриты и строить ионные каналы, генерирующие быстрые электрические сигналы.