Использование клеточного «шума»

Исследователи из Университета Дьюка превратили клеточный шум — явление, когда генетически идентичные клетки по-разному реагируют на одинаковые стимулы, — в инструмент для изучения клеточного цикла.

Они сосредоточились на гене c-Myc, который запускает клеточный цикл, но также может вводить клетку в состояние покоя или вызывать её гибель. Этот же ген часто присутствует в повышенных количествах при многих формах рака.

Учёные использовали естественную вариабельность (шум) в экспрессии генов при вирусной инфекции, чтобы доставить в культуру клеток фибробластов крысы возрастающие количества c-Myc. Это позволило наблюдать, как разные дозы гена влияют на пролиферацию.

«В отличие от многих, кто считает эту изменчивость беспорядочной, мы использовали её как эффективный способ измерить, как уровни экспрессии гена влияют на сигнальную динамику в клетках млекопитающих», — пояснил Линчон Ю, ведущий автор исследования.

Ключевые результаты:

• Уровень c-Myc критически важен («дозировка — ключ»).
• При увеличении количества c-Myc экспрессия жизненно важного для клеточного цикла белка E2F1 сначала росла, а затем снижалась.
• Высокие уровни c-Myc заставляли нормальные клетки не делиться, а входить в состояние покоя или гибнуть, что является «встроенной защитой от чрезмерной пролиферации».

Учёные предполагают, что в опухолевых клетках амплификация c-Myc вместе с дополнительными мутациями может обходить этот защитный барьер, что способствует развитию агрессивных форм рака.

Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell при поддержке NIH, стипендии Дэвида и Люсиль Паккард и профессорской стипендии DuPont для молодых учёных.