Механизм полиплоидии: рост без деления клеток

Международная команда учёных, включая биологов из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, впервые, возможно, определила механизм, ответственный за клеточную полиплоидию — состояние, при котором клетки содержат более двух парных наборов хромосом.

Большинство клеток человека — диплоидные, то есть содержат 46 хромосом (23 от каждого родителя). Однако у растений, насекомых и в некоторых тканях диплоидных животных (включая человека) встречается полиплоидия. В этом случае рост ткани происходит за счёт увеличения размера клеток, а не их числа через деление (митоз). Полиплоидные клетки есть в специализированных тканях: мышцах, плаценте и печени.

Исследование, опубликованное 30 октября 2011 года в журнале Nature, показало, что у плодовых мушек (Drosophila) многие клетки входят в специализированный клеточный цикл — эндоцикл. В нём митоз пропускается, и клетка реплицирует свою ДНК, не делясь, что приводит к полиплоидии.

Учёные создали математическую модель поведения молекул, контролирующих этот цикл. Они продемонстрировали, что для продолжения эндоцикла и перехода к полиплоидии ключевое значение имеет циклическое включение и выключение генов. Одна конкретная мутация в этом механизме блокировала способность клеток становиться полиплоидными.

По словам соавтора работы Роберта Дж. Дуронио, дальнейшие исследования могут приблизить нас к возможности управлять полиплоидией клеток. Это важно, например, для регенерации печени или лечения её заболеваний, поскольку полиплоидия клеток печени может играть ключевую роль в её функции, включая детоксикацию.