Un nuevo Comunicaciones de la naturaleza el documento ha viajado hacia el interior de nuestras entrañas, ya que un equipo del Instituto de Ciencias y Tecnología de Okinawa, Universidad de Graduados, ha mapeado el viaje evolutivo de cómo las tripas de los animales han evolucionado para defenderse del ataque microbiano.
En ratones y humanos, el intestino está revestido con una capa de mucosa, y se supone que es igual en otros mamíferos. Pero este estilo de revestimiento intestinal es un nuevo desarrollo, evolutivamente hablando; la mayoría de los invertebrados protegen sus paredes intestinalescon una membrana hecha de quitina, que actúa como una barrera para los microbios y ayuda a prevenir infecciones. Pero hasta ahora, los científicos no estaban seguros de qué fue primero, o si están relacionados, pero un equipo dirigido por el Dr. Keisuke Nakashima de OIST's MarineLa Unidad de Genómica estaba ansiosa por encontrar las respuestas.
La quitina es un material biológico abundante que es producido por una amplia variedad de organismos. Desde las cáscaras de cangrejo hasta las paredes celulares de los hongos, la quitina solo es superada por la celulosa cuando se trata de su existencia común. Un material de construcción versátil para la naturaleza, la quitinaincluso se encuentra en los intestinos de los invertebrados, donde actúa como una barrera defensiva contra microbios potencialmente dañinos.
Pero extrañamente, la mayoría de los vertebrados no comparten este intestino forrado de quitina. En cambio, se protegen con una capa de mucosa que las bacterias pueden colonizar pero no penetrar. El equipo del Dr. Nakashima notó un grupo de animales que tenían quitina ymucosa coexistiendo en su intestino: Tunicados.
También conocidos como chorros de mar, los tunicados son animales simples que viven filtrando partículas de alimentos del agua de mar. Si bien no tienen columna vertebral, están estrechamente relacionados con los vertebrados, con un fondo genómico similar que los hace ideales para estudiar susevolución. Pero fue la singularidad de su revestimiento intestinal lo que atrajo al equipo de investigación: "Notamos que los tunicados parecían tener un tipo intermedio de revestimiento intestinal que podría mostrar que los revestimientos intestinales de mamíferos e invertebrados compartían un vínculo evolutivo", dijo el Dr. Nakashima.
No solo los tunicados tenían estos revestimientos de transición; otros cordados simples como las lancetas, los peces sin mandíbula y algunos peces óseos también tenían la capacidad de producir quitina en sus intestinos; de hecho, el único grupo de vertebrados que perdió suLos genes productores de quitina son completamente mamíferos.
Trabajando con una especie de tunicado, Ciona intestinalis Tipo A, el equipo observó la superficie de su intestino rudimentario, que estaba compuesto en gran parte de cilios similares a pelos detrás de una barrera de fibras nanoscópicas hechas casi completamente de quitina. Esta malla de nanofibras de quitinaestá incrustado en una matriz de superficie, que tiene una mucina formadora de gel como componente principal, que también es un componente básico de las capas mucosas que se encuentran en el intestino de los mamíferos. Después de evitar químicamente que algunos tunicados sinteticen quitina, elel equipo notó que los tunicados murieron, pero aquellos que fueron tratados con antibióticos pudieron sobrevivir.
El experimento mostró que la capa de quitina tenía un efecto antimicrobiano, previniendo la infección al bloquear físicamente que las bacterias patógenas y otros microbios dañinos lleguen a la superficie intestinal. Pero la presencia de mucosa en el mismo espacio era muy similar a la de los vertebrados más complejos.si los tunicados fueran una especie de eslabón perdido entre invertebrados como insectos que solo tienen quitina como defensa microbiana, y mamíferos que usan una capa mucosa como una especie de señuelo para que los microbios colonicen, dejando las paredes celulares vulnerables para realizar sus funciones vitales sin ser molestados.
Realizando varios años de análisis comparativos en una variedad de cordados, el equipo del Dr. Nakashima pudo trazar un camino evolutivo de un modelo de intestino a otro, catalogando estructuras intestinales intermedias que utilizaban cantidades variables de quitina y mucosa a lo largo delEs una mirada sin precedentes a la evolución de una de las estructuras corporales más críticas que nos mantiene a salvo de los microbios hasta el día de hoy.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Original escrito por Andrew Scott. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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