اولین حیوانات از اجداد تک سلولی خود در حدود 800 میلیون سال پیش تکامل یافتند، اما شواهد جدید نشان می دهد که این جهش به موجودات چند سلولی در درخت زندگی ممکن است آنطور که دانشمندان زمانی تصور می کردند، چشمگیر نبوده باشد. در مقاله سلول توسعه ای که در 13 اکتبر منتشر شد، محققان نشان دادند که جد تک سلولی حیوانات احتمالاً قبلاً برخی از مکانیسم هایی را داشته است که سلول های حیوانی امروزه برای توسعه به انواع بافت های مختلف استفاده می کنند.
ایناکی رویز-تریلو، زیست شناس تکاملی در مؤسسه زیست شناسی تکاملی در بارسلون، اسپانیا، توضیح می دهد: "ما در حال بررسی گذشته در یک گذار تکاملی هستیم که برای منشاء همه حیوانات مهم بود."ما نشان می‌دهیم که این موجودات اولیه قبلاً رفتارهایی داشتند که زمانی فکر می‌کردیم فقط در حیوانات چند سلولی وجود دارد. از آنجا، این یک جهش تکاملی ساده‌تر بود.»
محققان آمیب تک سلولی به نام Capsaspora owczarzaki را مورد مطالعه قرار دادند که از خویشاوندان نزدیک جانوران چند سلولی امروزی است. Capsaspora در ابتدا در داخل یک حلزون آب شیرین زندگی می کرد و توسط گروه Ruiz-Trillo برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تکامل حیوانات استفاده شد. رویز-تریلو و تیمش در پروژه قبلی ژنوم کپساسپورا را توالی یابی کردند و کشف کردند که آمیب حاوی ژن های زیادی است که در حیوانات با عملکردهای چند سلولی مرتبط هستند.
به عنوان یک ارگانیسم تک سلولی، Capsaspora نمی تواند چندین نوع سلولی مختلف را به طور همزمان مانند انسان داشته باشد. با این حال، یک Capsaspora منفرد با گذشت زمان نوع سلول خود را تغییر می‌دهد و در طول چرخه زندگی خود از یک آمیب تنها به یک کلنی تجمع سلولی به شکل کیستیک مقاوم تبدیل می‌شود.این مطالعه جدید بررسی کرد که آیا Capsaspora از مکانیسم‌های مشابهی برای کنترل تمایز سلولی در طول زمان استفاده می‌کند که حیوانات برای کنترل رشد سلولی در بافت‌های مختلف استفاده می‌کنند.
با همکاری تیم ادوارد سابیدو در واحد پروتئومیکس مرکز تنظیم ژنومی و دانشگاه پومپئو فابرا، محققان پروتئین‌های موجود در کپساسپورا را تجزیه و تحلیل کردند تا تعیین کنند که چگونه ارگانیسم ممکن است فرآیندهای سلولی داخلی خود را در زندگی مختلف تنظیم کند. مراحل سابیدو می‌گوید: «پروتئومیک مبتنی بر طیف‌سنجی جرمی به ما اجازه می‌دهد تا اندازه‌گیری کنیم که کدام پروتئین‌ها بیان می‌شوند و چگونه اصلاح می‌شوند. سیگنال‌دهی درون سلولی به این تغییرات پروتئینی بستگی دارد - بنابراین با انجام این تجزیه و تحلیل، ما نه تنها از آنچه در سلول است، می‌دانیم، بلکه نحوه سازماندهی و ارتباط درونی سلول را نیز می‌دانیم.»
محققان کشف کردند که از یک مرحله به مرحله دیگر، مجموعه پروتئین های Capsaspora دستخوش تغییرات گسترده ای می شود و ارگانیسم از بسیاری از ابزارهای مشابه حیوانات چند سلولی برای تنظیم این فرآیندهای سلولی استفاده می کند.به عنوان مثال، Capsaspora فاکتورهای رونویسی و یک سیستم سیگنال دهی تیروزین کیناز را در مراحل مختلف فعال کرد تا تشکیل پروتئین را تنظیم کند. رویز-تریلو می‌گوید: «اینها همان مکانیسم‌هایی هستند که حیوانات برای تمایز یک نوع سلول از دیگری استفاده می‌کنند، اما قبلاً در موجودات تک سلولی مشاهده نشده بود.».
وجود این ابزارهای تنظیم کننده پروتئین هم در کپساسپورا و هم در حیوانات به این معنی است که اجداد تک سلولی همه حیوانات احتمالاً دارای این سیستم ها هستند - و پیچیده تر از آن چیزی است که دانشمندان قبلاً به آن اعتبار داده اند. سابیدو می‌گوید: «این اجداد قبلاً ابزارهایی را داشت که سلول برای تمایز به بافت‌های مختلف نیاز داشت. سلول‌هایی که قبل از حیوانات وجود داشتند، کم و بیش برای این جهش آماده بودند.»
