Учёные впервые расшифровали геномную «логику» клеток древней морской анемоны

Исследователи впервые создали карту регуляторных элементов генома морской анемоны Nematostella vectensis, объясняющую, как из одного набора ДНК возникают разные типы клеток. Работа, опубликованная в журнале Nature Ecology & Evolution, проливает свет на эволюцию клеточного разнообразия у животных.

Морская анемона Nematostella vectensis. Фото: Robert Aguilar, Smithsonian Environmental Research Center

Анемоны, вместе с медузами и кораллами, относятся к стрекающим (книдариям) — одной из древнейших групп животных, появившихся около полумиллиарда лет назад. Учёные из Центра геномной регуляции в Барселоне систематически проанализировали «регуляторную логику», определяющую идентичность клеток у этого организма.

Новый атлас описывает не сами гены, а регуляторные элементы, которые их включают и выключают. Это позволило классифицировать клетки не по функции, а по их эмбриональному происхождению.

«Экспрессия генов говорит нам, что клетки делают, но регуляторная ДНК показывает, откуда они взялись, как развивались и из какого зародышевого листка произошли», — объясняет доктор Марта Иглесиас, соавтор исследования.

Например, исследование выявило два типа мышечных клеток, которые выглядят и работают одинаково, но происходят из разных эмбриональных слоёв и управляются совершенно разными регуляторными элементами.

Учёные построили карту, изучив 60 000 отдельных клеток анемоны на двух стадиях жизни и составив каталог из 112 728 регуляторных элементов. Это число сопоставимо с таковым у плодовой мушки дрозофилы, что удивительно, учитывая, что книдарии появились на сотни миллионов лет раньше.

Открытие предполагает, что генетический «инструментарий» для сложной регуляции клеток существовал задолго до появления сложных многоклеточных тел. Это помогает понять, как у древних животных впервые возникли такие специализированные клетки, как нейроны, мышцы и стрекательные клетки (книдоциты).

Больше информации: Decoding cnidarian cell type gene regulation, Nature Ecology & Evolution (2025). DOI: 10.1038/s41559-025-02906-1.