Распространённость «клеточного каннибализма» в древе жизни

Новое исследование показывает, что явления «клетка-в-клетке», когда одна клетка поглощает, а иногда и поедает другую, широко распространены в древе жизни — от одноклеточных амёб до сложных многоклеточных животных. Это бросает вызов распространённому мнению, что такие события в основном свойственны раковым клеткам.

Учёные предполагают, что эти явления могут играть важную роль в нормальном развитии, поддержании гомеостаза и реакции на стресс у самых разных организмов. Следовательно, подход к лечению рака, нацеленный на подавление событий «клетка-в-клетке», следует пересмотреть, так как они не уникальны для злокачественности.

«Мы начали эту работу, узнав, что клетки не просто конкурируют за ресурсы — они активно убивают и поедают друг друга. Но дальнейшее изучение показало, что эти явления происходят и в нормальных клетках, и иногда ни одна клетка не умирает, что приводит к совершенно новому типу гибридной клетки», — говорит Карло Мэйли.

Исследование, опубликованное в Scientific Reports, впервые систематически изучает феномен «клетка-в-клетке» в масштабах всего древа жизни.

От «эгоистичных» до кооперативных взаимодействий

Учёные проанализировали более 500 статей и выявили 16 таксономических групп, где наблюдается такое поведение. События классифицировали на шесть категорий в зависимости от степени родства клеток-«хозяев» и «жертв» и исхода взаимодействия.

Исследование описывает спектр поведений:

• «Эгоистичные» акты, когда одна клетка убивает и потребляет другую.
• Более кооперативные взаимодействия, где обе клетки остаются живы.

Например, гетероспецифическое убийство (поглощение клетки другого вида) было обнаружено у широкого круга организмов. В то время как конспецифическое убийство (поглощение клетки того же вида) наблюдалось реже.

Древние гены

Исследователи также изучили эволюционное происхождение генов, вовлечённых в эти процессы. Было идентифицировано 38 генов, ассоциированных с феноменом «клетка-в-клетке». 14 из них возникли более 2,2 миллиарда лет назад, что предшествует эволюции облигатной многоклеточности.

«Когда мы смотрим на гены, связанные с известными механизмами "клетка-в-клетке" у видов, которые очень давно отделились от человеческой линии, оказывается, что человеческие ортологи обычно связаны с нормальными функциями многоклеточности, такими как иммунный надзор», — отмечает Луис Сиснерос.

Эти древние гены участвуют в различных процессах: клеточной адгезии, фагоцитозе, внутриклеточном уничтожении патогенов и регуляции энергетического метаболизма. Это указывает на то, что события «клетка-в-клетке» имели важное значение ещё до возникновения сложной многоклеточной жизни.