Små mikrobekolonier kommuniserer for å koordinere atferden sin

Forskere fra Burkhardt-gruppen ved Michael Sars-senteret, Universitetet i Bergen, avdekket et bemerkelsesverdig mangfold av atferd i de rosettformede koloniene til choanoflagellaten Salpingoeca rosetta - og de små organismene bød på enda flere overraskelser.

- Vi fant kommunikasjon mellom cellene i koloniene, noe som regulerer formen og ciliærslagene på tvers av rosetten, forklarer førsteforfatter Jeffrey Colgren. Vi hadde ingen klare forventninger til hva vi ville se i kulturene før vi la dem under mikroskopet, men da vi gjorde det, var det veldig spennende.

Flercellethet er et definerende kjennetegn ved alle dyr, og gjør dem i stand til å samhandle med miljøet på unike måter ved å integrere informasjon fra høyt spesialiserte celletyper, som nevroner og muskelceller. For choanoflagellater, flagellerte organismer som finnes i marine og akvatiske miljøer over hele kloden, er grensen mellom en- og flercellethet mindre tydelig. Noen arter, deriblant S. rosetta, har komplekse livssykluser som inkluderer kolonistadier. Selv om koloniene dannes gjennom celledelinger, omtrent som embryoer som utvikler seg hos dyr, mangler de spesialiserte celletyper og ligner mer på en gruppe individuelle celler enn på en sammenhengende organisme.

- S. rosetta er en god modell for å undersøke fremveksten av flercellethet under dyrs evolusjon, sier sisteforfatter Pawel Burkhardt. Siden studien vår viser at koloniale choanoflagellater koordinerer bevegelsene sine gjennom felles signalveier, gir den fascinerende innsikt i tidlige sensorisk-motoriske systemer.

Ved hjelp av et nyutviklet genetisk verktøy som gjør det mulig å visualisere kalsiumaktiviteten i S. rosetta, fant teamet ut at cellene synkroniserer atferden sin gjennom spenningsstyrte kalsiumkanaler, den samme typen kanaler som brukes av nevroner og muskelceller hos dyr.

- Dette beviset på hvordan informasjon flyter mellom celler i choanoflagellatkolonier, viser celle-celle-signalering på terskelen til flercellethet, legger Colgren til.

Oppdagelsen tyder på at evnen til å koordinere bevegelser på cellenivå var til stede før de første dyrene oppsto.

I tiden fremover planlegger teamet å undersøke nærmere hvordan signaler forplanter seg mellom celler, og om det finnes lignende mekanismer i andre choanoflagellater. –

- Verktøyene som er utviklet og funnene fra denne studien åpner opp for mange nye og interessante spørsmål, avslutter Colgren. Vi er veldig spente på å se hvor vi selv og andre tar dette i fremtiden.

Mer informasjon på Michael Sars-senterets nettsider