Программируемая гибель клеток у микроводорослей похожа на человеческую

Впервые исследователи из Университета Умео наблюдали у микроводорослей тот же тип программируемой гибели клеток, что и у человека. Открытие, опубликованное в Nature Communications, показывает, что этот центральный биологический процесс древнее, чем считалось ранее.

"Это первый фотосинтезирующий организм и первая одноклеточная форма жизни, у которой показано образование так называемых апоптотических телец во время гибели клетки. Это доказывает, что апоптоз — путь программируемой гибели клеток, который считался уникальным для животных, — более древний и распространенный, чем предполагалось", — говорит Кристиане Функ, профессор кафедры химии Университета Умео.

Клетки могут умирать естественным образом от старости или болезни, но организмы также могут активно запускать гибель определенных клеток, когда это необходимо. Это известно как программируемая гибель клеток (PCD) — центральная биологическая система, которая позволяет развиваться органам в нашем теле и дает преимущество в течение жизненного цикла организма. Один из примеров — дифференциация пальцев у развивающегося человеческого эмбриона, другие — контроль количества клеток или устранение нефункциональных клеток.

Существует несколько путей, ведущих к PCD, наиболее изученным из которых является апоптоз. Самый явный признак апоптоза — образование и высвобождение окруженных мембраной внеклеточных везикул, называемых апоптотическими тельцами. Хотя другие пути были описаны у растений, дрожжей, простейших и фитопланктона, считалось, что производство апоптотических телец ограничено многоклеточными животными.

Впервые группа Функ из Университета Умео смогла наблюдать образование апоптотических телец у микроводорослей.

"Наши результаты демонстрируют, что микроводоросль Guillardia theta испытывает апоптотическую гибель клеток в физиологических условиях, подобно клеткам животных. Поскольку эти водоросли уже существовали до происхождения многоклеточности, наше открытие ставит под сомнение эволюционное происхождение PCD", — говорит Функ.

Новые выводы также могут иметь долгосрочные последствия за пределами фундаментальных исследований. Если ученые смогут однажды индуцировать или предотвращать программируемую гибель клеток у микроорганизмов, это может позволить как управлять вредоносным цветением водорослей, так и улучшить сбор продуктов из водорослей в биотехнологии. "Но это все еще далеко за рамками нашего текущего исследования", — отмечает Функ.