单细胞核分析揭示海星全身神经系统的奥秘

多细胞动物拥有多样的组织和细胞类型，这些类型大多在胚胎早期形成并持续至成年。然而，对于间接发育的海胆而言，胚胎期与成年期之间存在一个浮游幼虫阶段，幼虫会经历完全变态。虽然控制胚胎和幼虫细胞谱系的基因调控网络已得到深入研究，但变态后细胞类型的分子和形态特征仍知之甚少。本研究通过单核转录组学技术，重构了紫海胆变态后幼体的细胞图谱，揭示了调控机制的保守性。研究识别出8个不同的细胞类型群，并分析了29个神经元家族，其中包括15种独特的光感受器类型。结合转录组学、空间分析和超微结构研究，发现幼体全身表达脊椎动物神经元和视蛋白的同源物。这些发现表明，棘皮动物的身体结构主要呈头部特征，并具有“全脑”组织模式。