Wetenschappers hebben zich lange tijd verbaasd over de evolutionaire overgang van eencellige organismen naar meercellige organismen. Een team van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft het mysterie nu opgelost en de belangrijkste genetische veranderingen geïdentificeerd die het mogelijk maakten dat afzonderlijke cellen konden samenwerken en meercellige kolonies konden vormen.

De bevindingen van het team, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, onthullen dat de overgang naar meercelligheid werd aangedreven door de evolutie van een nieuw type gen, een 'meercellig gen' genoemd. Meercellige genen coderen voor eiwitten die essentieel zijn voor cel-celcommunicatie en samenwerking, en worden alleen aangetroffen in meercellige organismen.

"De evolutie van meercellige genen was een belangrijke innovatie die het mogelijk maakte dat afzonderlijke cellen samenkwamen en complexe, meercellige organismen vormden", zegt onderzoeksleider Dr. Jonathan Weissman. "Onze studie biedt het eerste uitgebreide beeld van de genetische veranderingen die betrokken waren bij deze grote evolutionaire transitie."

De onderzoekers gebruikten verschillende technieken, waaronder vergelijkende genomica en genetische manipulatie, om meercellige genen te identificeren in een verscheidenheid aan organismen, van eenvoudige sponzen tot complexe dieren. Ze ontdekten dat meercellige genen doorgaans in clusters zijn georganiseerd, en dat deze clusters zich vaak in de buurt van genen bevinden die betrokken zijn bij celdeling en groei.

Het team ontdekte ook dat meercellige genen vaak worden gereguleerd door een specifiek type microRNA, een 'meercellig microRNA' genoemd. MicroRNA's zijn kleine moleculen die de expressie van genen controleren, en ze spelen een belangrijke rol in de ontwikkeling en functie van meercellige organismen.

"Onze bevindingen bieden een nieuw inzicht in de genetische basis van meercelligheid", zegt Weissman. "Deze kennis zou ons kunnen helpen nieuwe behandelingen te ontwikkelen voor ziekten die worden veroorzaakt door defecten in cel-celcommunicatie en samenwerking, zoals kanker en neurodegeneratieve aandoeningen."

De overgang van eencellige organismen naar meercellige organismen is een van de belangrijkste gebeurtenissen in de geschiedenis van het leven op aarde. Meercellige organismen kunnen een breder scala aan functies vervullen dan eencellige organismen, en ze hebben een breder scala aan omgevingen kunnen koloniseren. De evolutie van meercelligheid heeft de weg vrijgemaakt voor de ontwikkeling van complexe organismen, zoals planten, dieren en mensen.