Координированное клеточное поведение, регулируемое нейромедиатором адреналином, у лишённых нервной системы плакозоев

Понимание того, как клетки взаимодействовали до возникновения нервной системы у ранних многоклеточных животных, имеет ключевое значение для выяснения происхождения многоклеточной жизни. Для изучения этого вопроса мы исследовали Trichoplax adhaerens — одно из наиболее древних многоклеточных животных. В ходе скрининга небольшой библиотеки соединений, воздействующих на рецепторы, сопряжённые с G-белками (GPCR), мы обнаружили, что при воздействии адреналина Trichoplax совершает характерные вращательные движения. Дальнейшие исследования показали, что этот базальный организм, подобно человеку, использует адренергические сигналы для регуляции отрицательного таксиса, причём нисходящий сигнальный путь является более простым и эффективным. Механистически связывание лиганда активирует расположенную ниже по каскаду кальциевую сигнализацию, которая затем модулирует окислительно-восстановительные сигналы ресничек. В конечном счёте этот процесс регулирует направление биения ресничек и определяет координированное движение организма. Наши результаты не только свидетельствуют о сохранении адренергической сигнализации в стрессовых реакциях на протяжении эволюции, но и подчёркивают важность расширения семейств GPCR на ранних этапах эволюции Metazoa. Такое расширение позволяет воспринимать внешние сигналы и эффективно регулировать клеточную коммуникацию. Базальные многоклеточные животные способны к координированному движению несмотря на отсутствие организованной нервной системы, хотя способы коммуникации между клетками у этих организмов остаются неясными. В данной работе мы использовали плакозоя Trichoplax для скрининга активных сигнальных молекул и обнаружили, что адреналин способен индуцировать у этих животных координированное движение.