水母的刺激细胞曾经是神经元

水母的眼睛能为这个器官的遗传进化提供线索吗？而刺激细胞，怎么可能是“专门”的神经元呢？

对于那些享受海洋作为度假目的地和躲避高温的人——比如我们第一次沉浸在其中的热浪——水母警报(美索不达米亚)会造成困扰，甚至引起内心的恐惧。但是，尽管这些水生生物引起了科学家们的兴趣，尽管他们拒绝叫醒洗澡者，正如最近的两项研究所表明的那样；一个是关于眼睛的基因进化，另一个是关于如何从神经细胞中产生刺激细胞。

一只眼睛，两只眼睛…或者没有眼睛

有一些水母(水母)他们有简单的眼睛；其他的，复杂的；甚至连眼睛都没有。根据最近的研究，水母的眼睛几千年来分别和独立地进化成不同的物种，这使它们成为研究基因特征表达方式的模型。

这就是由堪萨斯大学生态和进化生物学教授Paulyn Cartwright组成的美国研究小组及其由其他大学科学家组成的小组所寻求的:研究水母的眼睛进化在遗传、细胞和形态方面是如何工作的。

Cartwright解释说:“眼睛在水母中独立进化了好几次。“我们早就知道，并非所有动物都有单一的眼睛来源，但我们对水母独立进化的次数感到惊讶。”。

Cartwright和他的合作者计划科学地“深入”进化模式，以发现水母是否使用了它们的基因工具组的相同或不同方面来构造它们每一次进化的眼睛。

"一些水母有非常复杂的眼睛，如照相机，它们形成图像，有镜头、角膜和视网膜"

Cartwright说:“水母非常适合这种情况，因为它们有各种各样的眼睛，从简单的光敏感细胞群到非常复杂的眼睛，如照相机，它们可以形成图像，并且有镜片、角膜和视网膜。”。

该研究人员计划在其堪萨斯大学实验室分析许多水母物种，以确定水母不同眼睛的个体细胞中表达的所有基因，从而找出水母的不同实例之间有哪些共同之处，以及它们的基本遗传成分发生了哪些变化。

Cartwright说:“细胞本身就有其自身的特性”，实际上它们是许多许多不同基因表达的结果，所以我们有时可以在观察个体基因时忽略一个总体模式。但是，如果我们观察细胞中表达的所有基因以及这一特定结果是什么，那可能会给我们提供不同程度的信息。”。

“这就是为什么很高兴看到所有这些不同的层面，看看什么是相似的，什么改变了，真正帮助我们理解这个如此复杂的问题。水母是这样做的一个很好的系统，因为它们很容易进行这种实验。我们可以观察个体基因及其表达方式；我们可以放大这些细胞中表达的所有基因。”。

基因组时代的标本采集

这三名研究人员将前往作为水母生物多样性热点的巴拿马采集标本，并建造一棵更详细的水母(或进化历史)发明树。

水母种类繁多，有成千上万种。发现其确切的进化历史是一项挑战，部分原因是许多这种多样化发生在5亿多年前，”Cartwright说。另一个挑战是从这些生物身上取样。其中许多人生活在深海，有些人体积小得令人难以置信，很难找到……因此，我们对基因组时代非常兴奋，因为我们可以获得更多的数据，对更多的基因进行测序，并释放更多的DNA序列。我们期待着得到非常有希望的信息，以解决其中一些囚犯之间的关系。”。

从神经元到刺激细胞

另一方面，康奈尔大学(在伊萨卡、纽约和多哈)对水母的刺激细胞感兴趣，这些细胞对它们的“刺痛感”负有责任，洗澡者必须避免它们的接触，因为它们的接触是痛苦的，在某些情况下可能会引起过敏性休克。这些细胞被称为cnidocitos或cnidoblastos，它们也是了解新型细胞的出现的极好模型，据这所大学进行的研究并发表于国家科学院议事录去年五月。

新的基因获得了新的功能来推动生物多样性的发展

艺术和科学系生态和进化生物学助理教授兼研究负责人leslie babonis说，这些激进型细胞是从其祖先的神经元进化而来的。“结果表明，新基因如何获得新功能来推动生物多样性的发展，”他说。

babonis指出，了解特殊细胞类型(如激进型细胞)是进化生物学中的关键挑战之一。近一个世纪以来，人们都知道细胞是从一组也产生神经元(脑细胞)的干细胞中发育出来的，但迄今为止，没有人知道这些干细胞是如何决定形成神经元或细胞的。babonis说，在活着的公民中了解这一过程可以揭示公民目前的发展轨迹。

重新编程的神经元

“犬类动物是唯一有犬类动物，但许多动物都有神经元，”老师说。于是她和佛罗里达大学Whitney海洋生物科学实验室的同事们研究了海葵，特别是海葵，以了解如何重新编程一个神经元来创建一个新的细胞。

babonis说:“美洲原住民的一个独特特征是，每个人都有一个爆炸器官(细胞内的一个小口袋)，里面装着被射出来用来刺[他们的猎物]的鱼叉。”。"这些鱼叉是由一种蛋白质制成的，也只存在于犬类中，因此犬类似乎是一个最明显的例子，说明一个新基因的起源(编码单一蛋白质)如何能够推动一种新细胞类型的进化. "

研究人员利用星海葵“线虫”的功能基因组表明，通过抑制发育中神经元子集中神经肽RFamida的表达，然后将这些细胞作为细胞重复使用，细胞就会发育成熟。此外，研究人员表明，一个特定的锗调控基因既负责抑制这些细胞的神经功能，又负责激活镂空细胞的特定特性。

babonis说，神经元和细胞有类似的形状；两者都是分泌细胞，能够将某物排出细胞外。神经元分泌神经肽，蛋白质，能迅速向其他细胞传递信息。小市民们分泌有毒的鱼叉。

细胞或神经元？

babonis说:“只有一个基因起着光开关的作用:当它打开的时候，你得到一个小细胞，当它关闭的时候，你得到一个神经元。”。“这是一个相当简单的逻辑，可以控制细胞的身份。”。

这是第一项研究表明，这种逻辑存在于一个类星体中，因此这种特性很可能调节细胞在早期多细胞动物中如何相互分化。

babonis和他的实验室正在计划未来的研究，以研究这种基因开关在动物体内创造新型细胞时的应用范围。