Остаток клеточного деления может быть ответственен за распространение рака

Маленький пузырёк клеточного материала, называемый остатком средней части тела (midbody remnant), который раньше считали клеточным «мусорным баком», на самом деле содержит рабочий генетический материал, способный изменить судьбу других клеток, в том числе превратив их в раковые.

Когда одна клетка делится на две в процессе митоза, результатом являются не только две дочерние клетки, но и третья структура — остаток средней части тела, новый сигнальный органоид. К удивлению исследователей, эта структура полна генетической информации, РНК, которая связана не столько с делением клетки, сколько с клеточной коммуникацией.

В исследовании, опубликованном в журнале Developmental Cell, лаборатория Ахны Скоп и сотрудники из Института Пастера, Гарвардской медицинской школы, Бостонского университета и Университета Юты проанализировали содержимое средних частей тела, которые формируются между дочерними клетками во время деления, и отследили взаимодействия их остатков. Результаты указывают на среднюю часть тела как на средство распространения рака по организму.

Внутри средних частей тела исследователи обнаружили РНК (рабочую копию ДНК) и клеточные механизмы, необходимые для превращения этой РНК в белки. Эта РНК, как правило, содержит инструкции для белков, участвующих в определении клеточной судьбы, включая плюрипотентность (способность развиваться в любой из многих типов клеток тела) и онкогенез (формирование злокачественных опухолей).

Остаток средней части тела очень мал — около микрона (миллионной доли метра). Он содержит всё необходимое для сохранения рабочей информации от делящейся клетки и может отдаляться от места митоза, попадать в кровоток и «приземляться» на другую клетку.

Многие остатки поглощаются одной из дочерних клеток, но те, что достигают отдалённой поверхности, могут быть поглощены третьей клеткой. Если эта клетка «проглотит» остаток, она может начать использовать заключённую в нём РНК как свои собственные инструкции.

Предыдущие исследования показали, что раковые клетки с большей вероятностью, чем стволовые клетки, поглощают остаток средней части тела и его потенциально изменяющий судьбу груз. Стволовые клетки, ценные своей плюрипотентностью, часто снова выделяют остатки, возможно, чтобы сохранить эту способность.

Исследователи идентифицировали ген Arc, который играет ключевую роль в загрузке средней части тела и её остатка РНК. Этот ген, захваченный в далёком прошлом от древнего вируса, также участвует в формировании воспоминаний в клетках мозга. Потеря Arc приводит к потере РНК в средней части тела и к тому, что генетическая информация не доходит до клеток-реципиентов.

Будущие исследования могут быть направлены на использование силы РНК средней части тела для доставки лекарств к раковым клеткам или для предотвращения их деления. Исследователи также оформили патентную заявку на два новых метода, облегчающих выделение структур средней части тела из клеточной среды или сыворотки крови, что улучшает диагностику рака.