Ученые опровергли устоявшиеся представления о делении клеток
Исследователи из Манчестерского университета изменили понимание того, как делятся клетки в живых организмах, что может пересмотреть то, чему учат в школах. В исследовании, опубликованном в Science, ученые оспаривают общепринятую мудрость, преподававшуюся более 100 лет.
- Традиционное представление: Считается, что при делении материнская клетка округляется в сферу перед тем, как разделиться на две дочерние клетки одинакового размера и формы.
- Новое открытие: Округление клетки не является универсальной чертой деления и часто не происходит в организме.
Исследование показывает, что делящиеся клетки часто не округляются. Это отсутствие округления нарушает симметрию деления, что приводит к образованию двух дочерних клеток, различающихся по размеру и функции, — так называемому асимметричному делению.
Асимметричные деления — важный способ генерации различных типов клеток в организме. До сих пор они преимущественно связывались только с высокоспециализированными стволовыми клетками.
Ключевая роль формы клетки
Ученые обнаружили, что форма материнской клетки до деления определяет, округлится ли она, и насколько симметричными будут дочерние клетки:
- Короткие и широкие клетки склонны округляться и делиться на две похожие клетки.
- Длинные и тонкие клетки не округляются и делятся асимметрично, порождая разные дочерние клетки.
Методы и пример из живой ткани
Ученые использовали два подхода:
- Наблюдение in vivo: С помощью визуализации в реальном времени они изучали образование кровеносных сосудов у прозрачных однодневных эмбрионов рыбки данио. Было показано, что быстро движущаяся "ведущая" клетка в растущем сосуде не округляется при делении, что позволяет ей асимметрично разделиться на новую "ведущую" клетку и медленную "ведомую".
- Микрошаблонирование (micropatterning) in vitro: Используя систему PRIMO (Alvéole), ученые с помощью УФ-лазера создавали микроскопические белковые паттерны заданной формы (разрешением менее десятой доли ширины человеческого волоса). Клетки прилипали и принимали эту форму, что позволило напрямую тестировать влияние формы на последующее деление.
Значение открытия
- Для понимания болезней: Асимметричное деление без округления может генерировать разное поведение клеток, способствующее прогрессированию рака и метастазированию.
- Для регенеративной медицины: Возможность влиять на функцию дочерних клеток, просто манипулируя формой материнской, может помочь в производстве нужных типов клеток для восстановления поврежденных тканей и органов.