Эволюция баланса жидкости: ключевой поворотный момент
Исследование геномных данных показало, что появление белковых комплексов, ответственных за баланс жидкости и солей в организме, совпало с ключевым эволюционным переходом — возникновением многоклеточных животных.
Генетическое свидетельство эволюционного перехода
Исследователи из Университета Лозанны под руководством профессора Бернара Россие проанализировали эволюцию эпителиального натриевого канала (ENaC) и фермента Na,K-ATPase (натриевого насоса). Эти структуры у человека регулируются гормоном альдостероном и критически важны для поддержания жидкостного и солевого баланса.
Ключевой вывод: появление β-субъединицы ENaC произошло незадолго до возникновения Metazoa (многоклеточных животных с дифференцированными тканями) примерно 750 миллионов лет назад.
«Альфа-субъединица — это старый белок, который встречается повсюду, в любом организме. Но β- и γ-субъединицы появляются гораздо позже в эволюции. Появление β-субъединицы особенно значимо, потому что она необходима для функции натриевого насоса», — пояснил д-р Россие.
Загадка одноклеточного организма Naegleria gruberi
Исследователи обнаружили гомологи ENaC у одноклеточного эукариота Naegleria gruberi, который относится к другой ветви эукариот — Excavates. При этом ENaC отсутствует во всех других ветвях эукариотического древа, кроме Metazoa и Excavates.
Это ставит эволюционную загадку. Существует две гипотезы:
- Гены ENaC присутствовали у общего предка эукариот, но были утрачены во всех ветвях, кроме Metazoa и Excavates.
- Произошел латеральный перенос генов между N. gruberi и предком Metazoa.
Независимо от направления переноса, сам факт появления семейства генов ENaC непосредственно перед возникновением многоклеточных животных указывает на его возможную связь с этим фундаментальным эволюционным скачком.
Исследование основано на статье в журнале Physiological Genomics и будет представлено на 7-м Международном симпозиуме по альдостерону и семейству ионных каналов ENaC/Degenerin.