Новый взгляд на деление стволовых клеток
Исследователи из Университета Орегона опровергли давнее предположение об асимметричном делении стволовых клеток. Они обнаружили, что митотическое веретено действует не в одиночку — кортикальные белки также помогают правильно позиционировать борозду деления.
Открытие, описанное в выпуске журнала Nature от 2 сентября, проливает новый свет на то, как стволовые клетки делятся, производя две неравные дочерние клетки: одна остаётся новой стволовой клеткой, а другая, меньшая, приобретает новую функцию — в данном случае становится нейроном.
Команда сосредоточилась на нейробластах drosophila (плодовых мушек), которые давно известны асимметричным делением. То, что изучается на этих мухах, часто применимо и к другим митотическим (делящимся) клеткам у млекопитающих, включая человека.
Новый механизм позиционирования борозды деления
Исследователи обнаружили, что у нейробластов есть два различных, но, по-видимому, избыточных пути деления: индуцированный полярностью и индуцированный веретеном.
Ранее теории позиционирования борозды деления фокусировались исключительно на митотическом веретене (сети волокон — микротрубочек). Считалось, что асимметрично делящиеся клетки генерируют асимметричное веретено, которое и определяет положение борозды.
Экспериментальные доказательства
- Использование мутантов, лишённых астральных микротрубочек (волокон, идущих от полюсов веретена к коре клетки), показало, что асимметричная борозда деления всё равно формируется.
- Полное удаление веретена деления с помощью препаратов (при использовании генетического трюка, позволяющего инициировать деление) привело к тому, что белки, формирующие борозду деления, локализовались асимметрично и намечали точку деления правильно, как в обычных клетках. Это доказало существование механизма, независимого от веретена.
- Генетическое вращение митотического веретена привело к формированию двух борозд деления, но только одна совпадала с новым положением веретена. Это подтвердило гипотезу о дополнительном, независимом от веретена сигнале.
- Дальнейшие эксперименты выявили, что за асимметричное позиционирование борозды отвечает кортикальный белок, необходимый для правильного деления нейральных стволовых клеток у мышей и людей.
Значение открытия
Хотя исследование отвечает на фундаментальный вопрос клеточной биологии, его результаты имеют важное значение. Асимметричное деление стволовых клеток критически важно для генерации множества дифференцирующихся клеток при сохранении резервной копии — самой стволовой клетки.
Ранее было показано, что если нейробласты drosophila делятся симметрично (чего в норме не происходит), образуются два нейробласта. Следовательно, для стволовой клетки жизненно важно знать, где разместить борозду деления, чтобы произвести все необходимые нейроны. Аналогичные результаты наблюдались и в нейральных стволовых клетках мышей.