Учёные обнаружили неожиданный фактор, влияющий на судьбу делящихся стволовых клеток

Стволовые клетки кожи, ответственные за регенерацию, при делении могут либо самообновляться, либо дифференцироваться в зрелые клетки кожи. Как сообщается 3 февраля в Science, учёные из Университета Рокфеллера обнаружили, что это ключевое решение может зависеть от правильного распределения крошечных органелл — пероксисом — внутри делящейся клетки.

«Чтобы ткани тела развивались и поддерживались правильно, самообновление и дифференцировка должны быть тщательно сбалансированы, — говорит старший автор Элейн Фукс. — Наши эксперименты предполагают неожиданную роль позиционирования и наследования клеточных органелл, в данном случае заполненных ферментами пероксисом, в контроле этого сложного баланса».

Неравное деление

В развивающейся коже мыши исследователи идентифицировали белок Pex11b, связанный с мембраной пероксисомы — органеллы, помогающей высвобождать энергию из пищи.

Белок, по-видимому, обеспечивает правильное расположение органелл для их распределения между дочерними клетками. В клетках, лишённых Pex11b, пероксисомы делились неравномерно: иногда одна дочерняя клетка получала все пероксисомы, а другая — ни одной.

При нарушенном распределении пероксисом:

• Деление клетки занимало больше времени.
• Митотическое веретено, разделяющее генетический материал, выравнивалось неправильно.
• В итоге меньше дочерних клеток могли дифференцироваться в зрелые клетки кожи.

Задержка меняет судьбу

Исследователи искусственно перемещали пероксисомы в клетке с помощью сложной лабораторной техники и наблюдали тот же эффект. «Если пероксисомы находятся в неправильных позициях во время деления клетки, независимо от того, как они туда попали, это замедляет процесс», — говорит первый автор Амма Асаре.

Для целого организма эффект был драматичным: при нарушении позиционирования пероксисом в стволовых клетках эмбрионы мышей не могли сформировать нормальную кожу.

«Хотя некоторые данные уже указывали на то, что распределение органелл, включая производящие энергию митохондрии, может влиять на исход деления клетки, мы впервые показали, что это явление необходимо для правильного поведения стволовых клеток и формирования ткани», — заключает Фукс.