Гребневики (Ctenophora) – морские двуслойные животные, перемещающиеся в воде с помощью гребных пластинок. Внешне они напоминают животных типа стрекающие (Cnidaria), однако они лишены стрекающих клеток.
Анатомия и физиология этих организмов с многих сторон уникальна, но необычность их нервной системы даже заставила некоторых исследователей предположить, что в ходе эволюции она возникла независимо от остальных животных. Ряд филогеномных исследований показал, что гребневики – сестринская группа по отношению ко всем остальным представителям царства животные.
Анатомически нервная система гребневиков представлена аборальным (противоположно лежащим по отношению ко рту) сенсорным органом, двумя соседними полярными полями, нейронами мезоглеи и множеством сенсорных клеток эпидермиса, глотки и щупалец. Ничего необычного, не правда ли? Только вот репертуар нейромедиаторов, с помощью которых происходит передача сигнала между нейронами гребневика, совершенно не похож на таковой у всех остальных животных.
В новом исследовании, опубликованном в Current Biology, детально описан репертуар нейропептидов гребневиков, а также произведена 3D-реконструкция нервной системы гребневиков. Вероятно, первая нервная система, возникшая в ходе эволюции, в плане передачи сигнала между соседними клетками полагалась именно на нейропептиды. Нейропептиды есть и в нашей с вами нервной системе, а их малый размер приводит к тому, что ассортимент пептидов зачастую различается даже у родственных групп животных.
Как правило, нейропептиды синтезируются в виде длинных пептидов-предшественников, которые потом нарезаются на отдельные сигнальные молекулы. Как показало новое исследование, предшественники нейропептидов гребневиков совершенно уникальны. Гомологичных пептидов-предшественников не нашлось ни у одного вида животных других групп. Эти пептиды-предшественники производятся в разных клетках нервно-сенсорной системы гребневиков. Авторы работы также установили, что нервная сеть гребневика представляет собой нейроны, связанные друг с другом посредством анастомозирующих отростков – нейритов. Ничего подобного в нервной системе других животных никто никогда не наблюдал.
Чтобы оценить физиологическое значение пептидов-предшественников для поведения гребневиков, авторы исследования работали с личинками гребневика Mnemiopsisleidyi, которые содержались в сосудах с водой с добавлением искусственно синтезированных пептидов. Далее каждые пять минут ученые фиксировали скорость движения гребневика. Часть пептидов действительно существенно изменяла скорость перемещения животного. Авторы работы пришли к заключению, что роль нейропептидов в нервной системе так велика, что ее можно назвать пептидергической.
Стоит отметить, что некоторые черты сближают нервную систему гребневиков и других животных. В частности, их нейроны экспрессируют одновременно несколько нейропептидов, мРНК которых локализуется и в отростках, и в телах нейронов.
Текст: Елизавета Минина