작은 미생물 군집은 서로 소통하여 행동을 조정합니다.
Science Advances 에 게재된 새로운 연구는 동물의 가장 가까운 친척인 코아노플라겔레이트에서 전기적 신호 전달과 조정된 행동의 증거를 보여줍니다. 세포 소통에 대한 이 정교한 예는 동물의 다세포성과 신경계의 초기 진화에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.
베르겐 대학 마이클 사스 센터의 버크하르트 그룹 연구자들은 꼬리편모조류인 살핑고에카 로제타(Salpingoeca rosetta)의 장미 모양 군집에서 놀라울 정도로 다양한 행동이 발견되었으며, 이 작은 생물체는 훨씬 더 많은 놀라움을 안고 있었습니다.
"우리는 군집의 세포들 간의 소통을 발견했는데, 이를 통해 로제트 전체에 걸쳐 모양과 섬모의 움직임을 조절합니다."라고 첫 번째 저자인 제프리 콜그렌이 설명합니다.
"우리는 현미경으로 배양물을 살펴보기 전에는 배양물에서 무엇을 볼지에 대한 명확한 기대가 없었지만, 실제로 보고 나니 매우 흥미로웠습니다."
다세포성은 모든 동물을 규정하는 특성으로, 신경 세포나 근육 세포와 같은 고도로 특수화된 세포 유형의 입력을 통합하여 독특한 방식으로 환경과 상호 작용할 수 있게 해줍니다.
지구 전체의 해양 및 수생 환경에서 발견되는 편모조류인 편모생물의 경우 단세포와 다세포의 경계가 덜 명확합니다.
S.rosetta를 포함한 일부 종은 군집 단계를 포함한 복잡한 생활 주기를 보입니다.
군체는 동물의 배아 발생과 마찬가지로 세포 분열을 통해 형성되지만, 특화된 세포 유형이 없고 응집력 있는 유기체라기보다는 개별 세포의 집단에 더 가깝습니다.
"S. rosetta는 동물 진화 과정에서 다세포성의 출현을 조사하는 데 강력한 모델입니다."라고 마지막 저자인 파벨 부르크하르트가 말했습니다.
"우리의 연구는 식민지 편모조류가 공유 신호 전달 경로를 통해 움직임을 조정한다는 것을 보여주기 때문에 초기 감각 운동 시스템에 대한 흥미로운 통찰력을 제공합니다."
연구팀은 S. rosetta에서 칼슘 활동을 시각화할 수 있는 새롭게 개발된 유전 도구를 사용하여, 이들 세포가 동물의 뉴런과 근육 세포에서 사용하는 것과 동일한 유형의 채널인 전압 개폐형 칼슘 채널을 통해 동작을 동기화한다는 것을 발견했습니다.
"편모조류 군집에서 세포 간 정보가 어떻게 흐르는지에 대한 이 증거는 다세포성의 정점에서 세포 간 신호전달이 이루어지는 방식을 보여줍니다."라고 콜그렌은 말합니다.
놀랍게도 이 발견은 세포 수준에서 운동을 조정하는 능력이 최초의 동물보다 먼저 존재했다는 것을 보여줍니다.
앞으로 연구팀은 신호가 세포 사이에서 어떻게 전파되는지, 그리고 다른 편모조류 종에도 유사한 메커니즘이 존재하는지 추가로 조사할 계획입니다.
"이번 연구를 통해 개발된 도구와 결과는 많은 새롭고 흥미로운 질문을 던졌습니다."
콜그렌은 이렇게 결론지었습니다. "우리는 우리 자신과 다른 사람들이 미래에 이것을 어디로 가져갈지 보는 것이 정말 기대됩니다."
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250108143347.htm
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