过去的几十年来，生物学家认为多细胞动物是从一个单细胞祖先进化而来的，这种单细胞祖先类似于被称为领细胞的现代海绵细胞。由于海绵领细胞看起来非常像单细胞的领鞭虫——分布于全球大洋及河流里的一种没有神经、只有一个单细胞的水生生物，因此领鞭虫被认为是动物最亲近的亲戚，但海绵领细胞和领鞭虫的转录组根本不匹配，这意味着它们不是原先认为的动物生命的核心‘组件’。整个进化史中存在着各种重大转变，包括从微观单细胞世界到多细胞动物世界的飞跃。多细胞的复杂性令人难以置信，创造了今天看到的动物、植物、真菌和藻类。这些大型微生物与其他生物存在 99% 以上的差异，只有在显微镜下才能看到。

近日，昆士兰大学Bernard M. Degnan教授的团队在Nature上发表题为“Pluripotency and the origin ofanimal multicellularity”的文章，发现第一批多细胞动物可能并不像现代的海绵细胞，而更像是可转换细胞的集合。也就是说，动物王国所有细胞的“高祖母”可能并非单细胞，而是与干细胞非常相似。最新发现将有助人类更好地理解自身的干细胞以及癌症。

所有活体动物的最后共同祖先似乎具有最低限度的上皮细胞和间充质细胞类型，这些细胞类型可在转基因生命周期内转分化。该生命周期需要调节空间和时间基因表达的能力，并包括多种信号通路，转录因子，增强子，启动子和非编码RNA。观察结果表明，早期的干后生动物比通常认为的更为复杂。

为了测试现存的胆管细胞和choanoflagellates是否准确地反映了祖先的动物细胞类型，研究人员比较了来自海绵A. queenslandica的细胞类型特异性转录组。选择了三种海绵体细胞类型，这些细胞类型被假设与当代后生动物，动物或全息动物的最后共同祖先中存在的细胞同源：（i）胆管细胞，其是通过将水泵送通过海绵捕获食物的内部上皮细胞; （ii）称为pinacocytes的上皮细胞，其排列在内部管道和海绵外部; （iii）称为古细胞的间充质多能干细胞，其位于中间胶原层并具有一系列其他功能。他们的转录组使用CEL-Seq217测序并定位到Aqu2.1注释的基因组。该方法使得能够对三种细胞类型进行视觉验证，最小化细胞解离后发生转录变化的时间，并且能够对细胞类型转录组进行深度测序。

将细胞去分化成为古细胞不需要细胞分裂

总之，研究人员通过绘制了单细胞图谱，对所有表达的基因进行了测序，因此能比较同类型细胞在时间上的变化。这意味着他们可以发现每种细胞的“签名”，藉此梳理出不同细胞类型的进化历史。通过海绵和单细胞动物细胞转录组，发育和行为的分析不能支持多细胞动物从一个祖先进化而来的长期假设，这个祖先是一个类似于现存的胆管细胞和鞭毛虫的未分化细胞球。该研究使研究人员有机会重新设想第一批动物诞生的步骤，以及将单细胞转变为多细胞动物生命的基本规则。这一发现有望帮助人类更好地了解自己，并加深对自身干细胞和癌症的认识。