Как обновляются клетки кишечника

Кишечник должен обновляться, чтобы восстанавливаться после повреждений, например, бактериальных инфекций. Это обновление обеспечивается небольшим количеством кишечных стволовых клеток, которые делятся и производят дочерние клетки на протяжении всей жизни. Дочерние клетки дифференцируются в высокоспециализированные типы клеток кишечника. Исследователи Гейдельбергского университета изучили эти процессы на плодовой мушке и получили новые данные о роли центромерных белков, которые в основном регулируют деление клеток. Исследования показывают, что эти белки также играют важную роль в дифференцировке клеток и обновлении тканей.

Исследователи из Центра молекулярной биологии Гейдельбергского университета (ZMBH) изучали стволовые клетки в средней кишке Drosophila melanogaster — плодовой мушки, которая функционально и структурно похожа на человеческий кишечник. Здесь кишечные стволовые клетки делятся асимметрично: одна дочерняя клетка остается недифференцированной и продолжает делиться, а другая дифференцируется и теряет способность к делению. Исследование основывалось на наблюдении, что центромерные белки, необходимые для активно делящихся клеток, также обнаруживаются в клетках кишечника, которые больше не делятся.

Доктор Ана Гарсия дель Арко из исследовательской группы под руководством проф. д-ра Сильвии Эрхардт обнаружила, что центромерные белки также передаются асимметрично: белок CENP-C остается в стволовых клетках кишечника и не обнаруживается в дифференцирующихся клетках, тогда как белок CENP-A обнаруживается как в дифференцирующихся дочерних клетках, так и в недифференцированных стволовых клетках. Однако дочерние клетки наследуют только вновь синтезированные белки, тогда как уже существующие белки остаются в стволовых клетках. Команде проф. Эрхардт также удалось показать, что CENP-A и его белок-партнер CAL1 необходимы для выживания дифференцированных клеток и требуются для передачи сигналов регенерации стволовым клеткам.

Исследование, проведенное в сотрудничестве с проф. д-ром Брюсом Эдгаром из Университета Юты в Солт-Лейк-Сити (США), также выявило, что CENP-A и CAL1 играют роль в обновлении тканей, регулируя высокоспециализированные клеточные циклы, не связанные с делением клеток. По словам проф. Эрхардт, аналогичные белки у человека часто неправильно экспрессируются в опухолях. «Будущие исследования должны изучить недавно открытую функцию и асимметричное наследование центромерных белков, чтобы лучше понять роль этих факторов в развитии дифференцированной ткани, регенерации стволовых клеток и образовании рака», — подчеркивает исследователь.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell Reports.