Vetenskapsmän vid University of California, Santa Barbara har upptäckt viktiga ledtrådar till nervsystemets evolutionära ursprung genom att studera arvsmassan hos en havssvamp, en medlem av en grupp som anses vara bland de äldsta av alla djur.

Fyndigheterna publiceras i numret av den 6 juni av tidskriften PLoS ONE, en tidskrift från Public Library of Science.

”Det visar sig att svampar, som saknar nervsystem, har de flesta av synapsernas genetiska komponenter”, säger Todd Oakley, medförfattare och biträdande professor vid institutionen för ekologi, evolution och marinbiologi vid UC Santa Barbara.

”Ännu mer överraskande är att svampproteinerna har ”signaturer” som indikerar att de troligen interagerar med varandra på ett liknande sätt som proteinerna i synapser hos människor och möss”, säger Oakley. ”Det här flyttar fram ursprunget för dessa genetiska komponenter i nervsystemet till eller före de första djuren – mycket tidigare än vad forskarna tidigare hade misstänkt.”

När man analyserar något så komplext som nervsystemet är det svårt att veta var man ska börja, förklarade Ken Kosik, seniorförfattare och meddirektör för UCSB:s neurovetenskapliga forskningsinstitut, som innehar Harriman Chair in Neuroscience Research.

De första neuronerna och synapserna dök upp för mer än 600 miljoner år sedan i ”cnidarianer”, varelser som idag är kända som hydraer, havsanemoner och maneter. Däremot har svampar, den äldsta kända djurgruppen med levande representanter, inga neuroner eller synapser. De är mycket enkla djur utan inre organ.

”Vi betraktar den evolutionära perioden mellan svampar och nässeldjur som den period då nervsystemet uppstod, för cirka 600 miljoner år sedan”, säger Kosik.

Han förklarar att forskargruppen gjorde en lista över alla de gener som uttrycks i en synaps hos människor, eftersom synapserna förkroppsligar nervsystemet. Synapser är involverade i cellkommunikation, inlärning och minne. Därefter tittade forskarna för att se om någon av synapsgenerna fanns i svampen.

”Det var då som överraskningen kom”, säger Kosik. ”Vi hittade många gener för att skapa ett nervsystem som fanns i svampen.” Forskargruppen hittade också bevis för att dessa gener arbetade tillsammans i svampen. Det sätt på vilket två av proteinerna interagerar och deras atomära struktur har likheter med det mänskliga nervsystemet.

”Vi hittade den här mystiska okända strukturen i svampen, och det är tydligt att evolutionen kunde ta hela den här strukturen och med små modifieringar styra dess användning mot en ny funktion”, säger Kosik. ”Evolutionen kan ta dessa ”färdiga” komponenter och sätta ihop dem på nya och intressanta sätt.”

Artikeln finns på http://www.plosone.org/doi/pone.0000506.