An adhesion GPCR regulates cell adhesion and mating in the closest living relatives of metazoans

Stellen Sie sich die Geschichte des Lebens wie ein riesiges Bauprojekt vor. Bevor komplexe Tiere (Metazoen) ihre mehrzelligen Städte bauen konnten, mussten die allerersten „Ziegel“ – einzellige Organismen – erst einmal lernen, wie man zusammenhält und miteinander kommuniziert. Wissenschaftler haben nach den „Bauplänen“ oder den „Bauleitern“ gesucht, die dies möglich gemacht haben.

In dieser Studie untersuchten Forscher einen winzigen, einzelligen Organismus namens Salpingoeca rosetta. Betrachten Sie dieses Geschöpf als den „Urgroßelternteil“ aller Tiere. Es ist der engste heute lebende Verwandte der allerersten Tiere, die jemals existierten. Das Team war auf der Suche nach einem speziellen Werkzeug, das diesen Zellen hilft zu entscheiden, wann sie zusammenhalten und wann sie getrennt bleiben.

Sie fanden einen Hauptschalter namens Cupidon.

Um zu verstehen, was Cupidon tut, stellen Sie sich Cupidon wie einen intelligenten Zwei-Modus-Verkehrsleiter für diese Zellen vor.

Modus 1: Das „Bleib Getrennt“-Signal (Wenn reichlich Nahrung vorhanden ist)
Wenn die Zellen gut ernährt und zufrieden sind, agiert Cupidon wie ein strenger Sicherheitswachmann. Er stellt „Bitte nicht stören“-Schilder auf. Konkret verhindert er, dass die Zellen verklumpen. Dies geschieht, indem er eine klebrige Substanz (wie einen biologischen Kleber) blockiert, die normalerweise dabei hilft, sich an den Händen zu halten. In diesem Modus sagt Cupidon: „Wir haben genug zu essen; es gibt keinen Grund, uns zusammenzudrängen.“

Modus 2: Das „Komm Zusammen“-Signal (Wenn die Nahrung knapp wird)
Wenn die Nahrung ausgeht, ändert sich die Situation. Die Zellen gehen in den Notfallmodus über und beginnen sich auf die Fortpflanzung vorzubereiten. Sie verwandeln sich in zwei verschiedene Arten von „Gameten“ (Geschlechtszellen):

• Weibchen entwickeln einen langen, ausgedehnten „Kragen“ (wie ein Fischernetz).
• Männchen entwickeln einen speziellen „Fertilopod“, der wie ein Enterhaken oder ein Andockarm funktioniert.

Hier wird Cupidon kreativ. Es macht ein Makeover durch. Es wird von der internen Maschinerie der Zelle zerteilt und an einen neuen Ort bewegt. Anstatt die Zellen getrennt zu halten, eilt Cupidon genau an die Stelle, an der der „Enterhaken“ des Männchens auf das „Netz“ des Weibchens trifft.

An diesem Treffpunkt fungiert Cupidon als Heiratsvermittler und Superkleber. Es erleichtert den letzten Schritt: das Verschmelzen der beiden Zellen, um neues Leben zu erschaffen.

Das Wichtigste in Kürze
Der aufregendste Teil dieser Entdeckung ist der Zeitplan. Wissenschaftler glaubten früher, dass komplexe Werkzeuge zur Zell-zu-Zell-Kommunikation (wie Cupidon) erst nach dem Erscheinen der Tiere entstanden seien. Aber diese Arbeit zeigt, dass Cupidon bereits in den Vorfahren der Tiere arbeitete, lange bevor echtes mehrzelliges Leben existierte.

Kurz gesagt: Der „Bauleiter“, der den Zellen beibrachte, wie sie zusammenhalten und sich paaren, war bereits auf der Baustelle, noch bevor die erste Tierstadt gebaut wurde. Cupidon beweist, dass die Regeln für Zelladhäsion und Paarung in der fernen Vergangenheit geschrieben wurden, lange bevor wir Menschen oder sogar einfache Schwämme auf der Erde wanderten.