2176
Механізми, які дозволяють клітинам тварин і людини обмінюватися сигналами, можуть мати набагато давніше еволюційне походження, ніж вважалося. Дослідники з Німеччини виявили, що багатоклітинні ціанобактерії використовують спеціальні міжклітинні з’єднання, регуляція яких залежить від кальцію — принципу, знайомого з роботою складних еукаріотичних тканин.
У клітинах тварин сусідні клітини можуть напряму обмінюватися невеликими молекулами й іонами через спеціалізовані контакти. Такі системи критично важливі для узгодженої роботи тканин. Наприклад, скорочення серцевого м’яза та передавання сигналів у нервовій системі залежать від точної координації між клітинами.
Ціанобактерії значно простіші. Вони належать до прокаріотів і не мають оформленого клітинного ядра. Проте деякі види утворюють довгі нитки, де сусідні клітини працюють не цілком незалежно. Між ними існують так звані септальні з’єднання, через які можливий прямий обмін речовинами.
Дослідники зосередилися на білку CSE, який трапляється лише в багатоклітинних ціанобактеріях. За допомогою ядерного магнітного резонансу вони визначили структуру цього білка в стані, коли він зв’язує іони кальцію, та показали, що CSE працює як кальцієвий буфер.
Наступний етап дав функціональний доказ. За допомогою кріоелектронної мікроскопії команда порівняла звичайні бактерії з мутантами, у яких CSE був відсутній. У клітин без цього білка виявилося значно менше міжклітинних з’єднань.
Це означає, що кальцієва регуляція пов’язана не лише з передаванням сигналу, а й із формуванням самої комунікаційної інфраструктури між бактеріальними клітинами. Саме ця паралель із вищими організмами стала головним результатом роботи.
Автори припускають, що базові принципи кальцій-залежної координації між клітинами могли виникнути дуже рано в історії життя. За їхньою оцінкою, подібні функціональні рішення існували вже приблизно мільярд років тому — задовго до появи складних тваринних тканин.
Відкриття не означає, що бактеріальні септальні з’єднання і людські міжклітинні контакти є буквально однією й тією самою структурою. Важливішою є схожість принципу: багатоклітинна система використовує кальцій, щоб регулювати прямий обмін між сусідніми клітинами. Це додає новий аргумент на користь того, що складна клітинна координація має дуже глибоке еволюційне коріння.
https://phys.org/news/2026-08-ancient-bacteria-intercellular-communication-humans.html
