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对神经系统进化的新见解

开创性的研究为动物神经系统如何从简单的结构演变成为在身体不同部位之间传递信号的复杂网络提供了一个迷人的新见解。

这项新研究使用了称为Placozoa的简单多细胞生物来揭示更复杂动物中发现的神经系统的起源。

国际研究团队,包括埃克塞特大学生命系统研究所的GáspárJékely教授,发现在没有神经系统的情况下,Placozoa可以通过细胞间的小肽信号协调它们的运动和体形。

该研究于2018年10月18日在Current Biology上发表。

Jékely教授认为,肽能信号系统允许非常复杂的行为组织。

他说:“每种肽都可以作为不同的信号单独使用,但这些肽也可以顺序使用或者以不同的组合使用,这样可以在细胞之间产生非常多的独特信号。这就解释了原生动物如何协调复杂的行为序列,如喂食。“

Placozoans是所有动物中最简单的,类似于一个大小约1mm的小毛盘,只有三个细胞层。虽然它们没有真正的神经或肌肉细胞,但它们很容易在海洋表面滑行。

这项新研究探索了这种没有神经系统的多细胞动物如何协调其体内所有细胞以执行复杂行为。

他们发现,Placozoan细胞含有多种小肽,由4-20个氨基酸组成,由一个细胞分泌,并被相邻细胞检测为通讯手段。

至关重要的是,这与更复杂的生物如何使用相似的肽(称为神经肽)在神经系统内发出信号传递相呼应。

来自瑞士洛桑大学的Dirk Fasshauer副教授和该研究的共同作者说:“这些新发现表明,外观可能是骗人的,因为看起来相同的细胞实际上是用不同的分子发出信号,很可能是有不同的功能。“

使用合成构建的Placozoan信号肽,研究人员可以利用这个隐藏的信号系统来了解每种肽在协调运动和身体形状中的作用。

实验表明,肽在几秒钟内改变了Placozoan的行为。每种肽都具有独特的效果,在某些情况下非常显着。由肽引起的主要行为变化包括皱纹,转向,扁平化和内部搅动,这是与进食相关的行为。

同样来自洛桑大学的FrédériqueVaroqueaux博士补充说:“使用没有神经元或突触的动物来研究神经系统的进化可能看起来很奇怪,但是尽管Placozoans是无神经的,你仍然可以在它们的细胞内找到基本的分子需要在复杂的神经系统中进行交流。

“所以研究Placozoans可以告诉我们更多关于神经元起源以及它们如何成为身体控制系统的信息。”

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