Неожиданная находка указывает на роль ДНК в формировании клеток

Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего, работая на стыке биологии и физики, сделали неожиданное открытие о фундаментальном процессе формирования клеток.

Как сообщается в журнале Cell от 8 февраля 2018 года, биологи Хавьер Лопес-Гарридо, Кит Поглиано и их коллеги обнаружили, что ДНК выполняет неожиданную архитектурную роль в формировании клеток бактерий.

Изучая бактерию Bacillus subtilis с помощью флуоресцентной микроскопии в режиме замедленной съёмки и крио-электронной томографии, исследователи наблюдали процесс споруляции. В ходе него клетка делится на материнскую клетку и меньшую клетку-предшественницу споры (forespore). Учёные зафиксировали, как материнские клетки «накачивают» предшественницу споры ДНК в процессе растяжения и набухания, что в итоге приводит к формированию новой яйцевидной клетки.

«Наше исследование показывает, что ДНК действует как воздух в воздушном шаре, надувая клетку», — сказал первый автор исследования, ассистент-исследователь Хавьер Лопес-Гарридо. «ДНК известна прежде всего как молекула с генетической информацией, но становится всё более очевидным, что она выполняет и другие функции, не связанные с этим».

Результаты могут иметь значение для понимания того, как генерируются и формируются человеческие клетки, а также для объяснения базовых механических процессов и структуры ядра и митохондрий. Кроме того, открытие позволяет заглянуть в истоки самой клеточной жизни.

«Биологи склонны считать, что рост клеток следует нормальным биосинтетическим путям, но мы обнаружили путь, который не является нормальным, поскольку он не зависит от процессов, обычно необходимых для роста», — сказал старший автор работы, профессор Кит Поглиано. «Всё, что нужно для роста этой клетки, — это надуть её ДНК и связанными с ней положительно заряженными ионами, а также способность производить больше мембраны, чтобы клетка могла увеличиваться. Больше ничего, кажется, не требуется».