从单细胞到多细胞只是一个小飞跃

多细胞动物进化图   图片来源：SEBé-PEDRóS ET AT

约8亿年前，第一个动物从其单细胞祖先进化而来。但新证据显示，从单细胞到多细胞生物的飞跃，在生命进化树上似乎不像科学家之前预想的那样戏剧性。近日，在刊登于《发育细胞学》期刊的论文中，研究人员表示，动物的单细胞祖先，似乎已经有了一些当前动物细胞发育成不同类型组织使用的机能。

“我们正在寻找对所有动物起源十分重要的演化过度。”西班牙巴塞罗那进化生物学研究所进化生物学家Iaki Ruiz-Trillo提到，“结果发现，一些早期生物体已经拥有了许多我们曾认为只有多细胞动物才有的行为。”

研究人员分析了一种名为Capsaspora owczarzaki的单细胞阿米巴，它是现在多细胞动物的近亲。在之前的研究中，Ruiz-Trillo及其同事测序了Capsaspora的基因，结果发现这种阿米巴含有数个与多细胞功能有关的基因。

作为单细胞生物，Capsaspora不像人类一样同时有多种不同细胞类型。但它能随时间变化改变细胞类型。于是，研究人员希望了解Capsaspora是否使用与动物控制细胞发育成不同组织同样的机制控制细胞分化。

Ruiz-Trillo团队与庞培法布拉大学的Eduard Sabidó团队合作分析了Capsaspora的蛋白质，以确定这种生物体在不同生命阶段是如何管理其内部细胞进程的。“蛋白质组学质谱分析法让我们能测量哪种蛋白质被表达，以及它们是如何被修饰的。”Sabidó说。

研究人员发现，从一个阶段到另一个阶段，这种阿米巴的蛋白质组经历了大量变化，该有机体使用了许多与多细胞动物相同的工具，管理这些细胞进程。例如，Capsaspora能在不同阶段激活转录因子和酪氨酸激酶信号系统，调节蛋白质形成。

“这些与动物用来区分不同细胞类型的机制相同，但之前从未在单细胞生物体中被发现过。”Ruiz-Trillo说。这些机制表明，所有动物的单细胞祖先已经能使用多细胞动物细胞分化所需要的工具。