无神经系统生物也有突触蛋白

　　

生物通报道：海绵(sea sponge)被认为是最古老的动物之一，最近加州大学生物学家Santa Barbara研究海绵基因组时发现了一条神经系统起源的重要线索：海绵自身虽然没有神经系统，但拥有组成突触(synapse)的蛋白，并且这些蛋白的作用方式与在其它动物神经系统中的作用方式相同。详细研究内容刊登于本月《Public Library of Science ONE》。

由加州大学圣塔芭芭拉分校（University of California，Santa Barbara，UCSB）分校、UCSB大学Onur Sakarya和麻省理工学院Kathryn Armstrong率领的研究小组在海绵Amphimedon queenslandica基因组中发现许多基因与人类突触后基因（post-synaptic genes，生物通编者译）有同源性；帮助人类突触蛋白相互结构的序列与海绵蛋白序列有高度的相似性。文章共同作者Todd Oakley 说，说明这些基因在海绵和人类间，蛋白水平的功能是保守的。

进一步分析证实，在高等动物的突触蛋白中发现的许多结构结构基序，在海绵突触蛋白中也存在，研究人员认为这些蛋白在海绵中组装为一类似于突触后神经元的支架。他们还发现一组关键突触基因只在海绵某类特定细胞中表达，进一步证实海绵的这些蛋白能够相互作用。

数量不多的、与海绵基因没有同源性的人类突触后基因，大多数是编码与突触后支架相互作用的膜蛋白（如谷氨酸盐受体）的基因，说明形成功能性突触的大多数进化事件来自于新生的与现有脚手架相互作用的结合伴侣。

未参与实验的加州大学伯克力分校Lu Chen说：“他们竟然在如此早期的进化阶段中发现这些突触后脚手架蛋白的同源性，太不可思议了。”同样未参与实验的英国Bristol大学Robert Meech评价说，在没有神经元的动物中找到突触分子组成成分“非常有意义，可以想象，像（突触）那么复杂的事物一定是由执行其它功能的成分组成的，最好能够知道这些成分在海绵中的作用。”

研究人员目前对这些“proto-synaptic”蛋白在海绵中的功能还不清楚，但有了一些线索：表达这些蛋白的细胞有一些感觉能力，“因此可能是这些基因介导某种感觉功能，但我们不能确定。”

另一件不能确定的事是他们在海绵中发现的这些蛋白是否代表突触的最初进化形式。Oakley说：“我们知道这些基因在动物起源时既已出现，因为海绵和其它动物有这些基因。但还有可能是所有动物的共同祖先有类似于突触的事物，在进化为海绵的过程中丢失了。”（生物通 小粥）

O. Sakarya et al., "A post-synaptic scaffold at the origin of the animal kingdom," PLoS ONE, June 2007.