意大利科學家發現，高爾基帶，一種以前被認為是脊椎動物獨有的細胞器結構，也存在于其他動物分類群中，包括軟體動物、蚯蚓和海膽。相關研究3月1日發表于《細胞報告》。
一直以來，高爾基帶的功能成謎，但它在不同動物譜系中的存在表明其功能并不像以前認為的那樣是脊椎動物特有的。研究小組還發現，高爾基帶是在胚胎發生的特定時間點形成的，這表明它們可能在細胞分化中發揮作用。
“高爾基帶是一種非常古老的結構，它的存在比以前想象的要廣泛得多?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒛遣焕账拱矕|多恩動物研究所細胞生物學家弗Francesco Ferraro說，“目前還不清楚動物為什么需要這種結構，但它已經存在了6億多年，而且仍然如此普遍，這表明它有很重要的功能?！?span style="display:none">sfC速刷資訊——每天刷點最新資訊，了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM
打破共識
高爾基復合體普遍存在于真核生物中，但它們的整體組織各不相同。細胞器由一堆堆的膜囊組成，這些膜囊處理和包裝蛋白質，使它們可以運輸到細胞的其他部分或從細胞中排出。單細胞真核生物往往只有一個高爾基堆，而植物、真菌和一些動物則有多個分散在細胞質中的高爾基堆，而其他動物則有多個高爾基堆，它們相互連接形成帶狀結構。
目前，細胞生物學家的共識是高爾基帶是脊椎動物獨有的，但當Ferraro團隊在海膽胚胎中觀察到帶狀高爾基體時，他們開始調查高爾基帶在非脊椎動物中有多普遍。為此，研究人員調查了各種動物分類群和密切相關的單細胞真核生物代表的高爾基結構。
他們發現高爾基帶存在于脊椎動物和無脊椎動物中，包括軟體動物、環節動物（如蚯蚓）和棘皮動物（如海星和海膽）。然而，高爾基帶并不存在于節肢動物或線蟲或更原始的動物分類群中，如海綿和櫛水母。
基于其分散但廣泛的分布，研究人員認為高爾基帶只進化了一次：大約6億年前，在所有刺胞動物和兩側對稱動物的祖先中，包括除海綿動物、櫛水母和盤蟲之外的所有動物，但隨后在一些兩側對稱動物譜系中消失了，包括線蟲和節肢動物。
Ferraro說：“高爾基帶的出現早于脊椎動物譜系的進化和多樣化，這意味著它并沒有進化出對脊椎動物的細胞生理有特定的作用?！?span style="display:none">sfC速刷資訊——每天刷點最新資訊，了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM
功能謎題待解
在哺乳動物細胞中，當多個高爾基體通過分子鏈連接在一起時，高爾基帶就形成了，分子鏈包括連接相鄰高爾基體的GRASP蛋白和作為GRASP蛋白錨定點的高爾基體蛋白。
研究人員從之前的研究中了解到，條帶的形成需要GRASP蛋白與兩個高爾基體蛋白中的任何一個結合，借助AlphaFold2模型，他們推斷這些錨點可能在不同的時間進化：分析預測，一個錨點在所有多細胞動物的共同祖先中進化，而另一個似乎在刺胞動物（即海蜇，珊瑚和水母）和兩側對稱動物的共同祖先中進化。
不過，高爾基帶的功能仍然是個謎，但研究人員懷疑它參與了胚胎發生過程中的細胞分化。通過分析發育中的海膽、海鞘和文昌魚的高爾基體動力學，他們發現高爾基體在細胞分裂的最初幾輪中保持分離，但在胚胎發生的特定時刻它們連接在一起形成一個集中的高爾基帶。
“這些高爾基帶的形成發生在原腸胚形成之前，這是胚胎確定發育成不同組織和身體結構的發育階段?！盕erraro說，“基于此，我們提出高爾基帶可能在胚胎發育和分化中起作用，這是以前沒有人想到的?！?span style="display:none">sfC速刷資訊——每天刷點最新資訊，了解這個世界多一點SUSHUAPOS.COM
Ferraro說，現在，研究人員正在“測試這種想法，即高爾基帶實際上與細胞分化有關”。了解高爾基帶的功能可能具有重要的醫學意義，因為已知高爾基帶會分解并導致神經退行性疾病、癌癥和一些病毒感染?！案郀柣鶐Х纸馍婕暗胶芏嗳祟惣膊?，因此，如果我們了解它的功能是什么，就能更好地了解這些疾病的原因?！盕erraro說。
相關論文信息：
http://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.113791
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