_ Structura panglică a organelelor Golgi nu este exclusivă vertebratelor , spre deosebire de consensul anterior

Cercetătorii raportează, pe 29 februarie, în jurnalul Cell Reports, că panglica Golgi, o structură de organele considerate anterior a fi exclusivă pentru vertebrate, este prezentă și în taxonii animalelor, inclusiv în moluște, râme și arici de mare.

Funcția panglicii Golgi este încă enigmatică, dar prezența sa în diverse linii de animale indică faptul că funcția sa nu este specifică vertebratelor, așa cum se credea anterior. Echipa a arătat, de asemenea, că panglicile Golgi se formează la un anumit moment în timpul embriogenezei, ceea ce sugerează că ar putea juca un rol în diferențierea celulelor.

„Panglica Golgi este o inovație foarte veche și este mult mai răspândită decât anterior. gândit", spune autorul principal și biologul celular Francesco Ferraro de la Stazione Zoologica Anton Dohrn. „Încă nu este clar de ce ai nevoie de această structură, dar faptul că a fost conservată de peste 600 de milioane de ani și este încă atât de răspândită sugerează că funcțiile sale sunt cu adevărat fundamentale.”

Complexele Golgi se găsesc universal. la eucariote, dar organizarea lor generală variază. Organelele constau din stive de saci membranosi care procesează și împachetează proteinele astfel încât acestea să poată fi transportate în alte părți ale celulei sau excretate din celulă.

Eucariotele unicelulare tind să aibă stive unice Golgi, în timp ce plantele, ciupercile și unele animale au mai multe stive împrăștiate în citoplasmă, iar alte animale au mai multe stive Golgi care sunt conectate pentru a forma o structură asemănătoare unei panglici.

Consensul actual printre biologii celulari este că panglicile Golgi sunt exclusiv vertebratelor, dar atunci când echipa lui Ferraro a observat Golgi asemănător unei panglici în embrionii aricilor de mare, au început să investigheze cât de comune sunt panglicile Golgi printre nevertebrate. Pentru a face acest lucru, cercetătorii au studiat structura Golgi la reprezentanții diferitelor taxoni animale și ai eucariotelor unicelulare strâns înrudite.

Ei au descoperit că panglicile Golgi sunt prezente atât la vertebrate, cât și la nevertebrate, inclusiv la moluște, anelide (de exemplu, râme) și echinoderme (de exemplu, stele de mare și arici de mare). Cu toate acestea, panglicile Golgi nu sunt prezente în artropode sau nematode sau în taxoni animale mai primordiali, cum ar fi bureții și jeleurile de pieptene.

Pe baza apariției sale împrăștiate, dar răspândite, cercetătorii cred că panglicile Golgi au evoluat o singură dată— în urmă cu aproximativ 600 de milioane de ani, în strămoșul tuturor cnidarilor și bilaterianilor, care include toate animalele în afară de bureți, jeleuri de pieptene și placozoare, dar s-a pierdut ulterior în unele linii bilateriane, inclusiv nematode și artropode.

" Panglicile Golgi preced evoluția și diversificarea liniei de vertebre, ceea ce înseamnă că nu a evoluat pentru a face ceva specific pentru fiziologia celulară a vertebratelor”, spune Ferraro.

În continuare, echipa a vrut să exploreze mecanismul. în spatele formării și evoluției panglicii Golgi. În celulele de mamifere, panglicile Golgi se formează atunci când mai multe stive Golgi sunt legate între ele prin intermediul unor legături moleculare care includ proteine ​​„GRASP”, care conectează stivele Golgi adiacente și proteine ​​„golgin”, care servesc ca puncte de ancorare pentru proteinele GRASP.

Cercetătorii știau din studiile anterioare că formarea panglicii necesită ca GRASP să se lege de oricare dintre cei doi golgini și, folosind modelarea AlphaFold2, au dedus că aceste puncte de ancorare au evoluat probabil în momente diferite: analiza lor a prezis că un punct de ancorare a evoluat în strămoșul comun al tuturor animalelor multicelulare, în timp ce legarea de către celălalt golgin pare să fi evoluat în strămoșul comun al cnidarilor (adică, anemone de mare, corali și meduze) și bilaterians.

Funcția panglicilor Golgi rămâne enigmatică, dar cercetătorii bănuiesc că este implicată în diferențierea celulară în timpul embriogenezei. Analizând dinamica Golgi în dezvoltarea aricilor de mare (Paracentrotus lividus), a stropilor de mare și a lanceletelor, ei au arătat că stivele Golgi rămân separate în timpul primelor runde de diviziune celulară, dar se conectează pentru a forma o panglică Golgi centralizată într-un anumit punct în timpul embriogenezei. .

„Formarea acestor panglici Golgi centralizate are loc chiar înainte de gastrulare, care este stadiul de dezvoltare în care embrionii stabilesc soarta diferitelor țesuturi și planul corporal al animalului”, spune Ferraro.

„Pe baza acestui timp conservat de formare, propunem că panglica Golgi ar putea avea o funcție în dezvoltarea și diferențierea embrionilor, ceea ce este ceva la care nimeni nu s-a gândit înainte.”

Acum, cercetătorii „testează ideea că panglica are de fapt ceva de-a face cu diferențierea”, spune Ferraro. Înțelegerea funcției panglicilor Golgi ar putea avea implicații medicale importante, deoarece se știe că panglicile Golgi dezasambla și contribuie la patologia bolilor neurodegenerative, cancerului și a unor infecții virale.

„Dezasamblarea panglicilor este implicată în multe cazuri. patologiile umane și, deci, poate dacă înțelegem care este funcționalitatea acesteia, putem avea o perspectivă mai bună asupra cauzelor acestor boli", spune Ferraro.

(Fluierul)