Деление клеток у микроводорослей: митоз впервые детально изучен
Исследователи из Университета Билефельда впервые получили высококачественные трехмерные изображения деления клеток у живой микроводоросли Volvox carteri с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (CLSM) и выявили новые клеточные структуры, участвующие в процессе. Результаты опубликованы в журнале The Plant Cell.
Митоз у Volvox carteri сочетает черты животных и растений
Многоклеточная зеленая водоросль Volvox carteri демонстрирует в митозе как животные, так и растительные черты. Исследование позволило выявить пять ключевых особенностей ее клеточного деления:
- Ядерная оболочка не разрушается в начале митоза, а остается на месте почти до завершения деления ядра, становясь пористой и проницаемой.
- В этот период ядро теряет свойства изолированного реакционного пространства, хотя оболочка физически присутствует.
- Центросомы, расположенные вне ядерной оболочки, играют ключевую роль в организации веретена деления внутри ядра. Ранее такая организация была известна только у животных.
- В конце митоза формируется специфическая нитевидная структура — фикопласт. Он образуется непосредственно из перестроенного веретена деления и служит основой для формирования борозды деления, разделяющей клетку.
- Зафиксирована высокая динамичность всей внутренней архитектуры клетки и ядерной оболочки во время деления.
Визуализация молекулярных процессов
Для визуализации процессов ученые создали флуоресцентные белки, связав гены интересующих белков с геном светящегося белка. С помощью CLSM и специального лазера они возбуждали свечение и отслеживали движение этих белков в живых клетках в 3D.
Был записан таймлапс-видео (30 минут митоза сжаты в 9 секунд), на котором видно, как центросомы организуют формирование веретена деления, которое после разделения хромосом трансформируется в фикопласт.
Эволюционный контекст
Исследование дает новое понимание эволюции клеточного деления. Volvox carteri как модель важна, потому что:
- Первые наземные растения произошли от древних зеленых водорослей, поэтому Volvox имеет общие черты с современными растениями.
- При этом он обладает признаками, характерными для животных.
- Некоторые его особенности уникальны для зеленых водорослей.
Это сочетание делает организм ключевым для изучения того, как возникли разные варианты деления клеток у животных, грибов, растений и водорослей.