Апоптоз распространяется волнами, выяснили учёные
Новое исследование из Медицинской школы Стэнфордского университета показало, что процесс клеточной смерти — апоптоз — распространяется внутри клетки с помощью триггерных волн. Это явление, при котором локальная активация запускает цепную реакцию, распространяющуюся по всей системе с постоянной скоростью, подобно «волне» на бейсбольном стадионе.
- Триггерные волны ранее были обнаружены в регуляции клеточного цикла и при передаче нервных импульсов.
- В апоптозе волну запускают каспазы — «белки-убийцы». Активация одних каспаз приводит к активации следующих, создавая петлю положительной обратной связи.
- Как отметил старший автор работы профессор Джеймс Феррелл, этот механизм объясняет, почему процесс смерти «никогда не замедляется и не затухает», пока не охватит всю клетку.
Экспериментальное подтверждение
Учёные использовали яйца лягушки Xenopus (огромные одиночные клетки) для наблюдения за волной смерти.
- Поместив цитоплазму яйца в тефлоновые трубки и инициировав апоптоз, они с помощью флуоресцентной метки увидели, как зелёное свечение (маркер смерти) движется по трубке с постоянной скоростью. Это исключило простую диффузию, которая со временем замедляется.
- В целых яйцах учёные наблюдали тёмную рябь (волну пигментации), распространяющуюся по поверхности с постоянной скоростью. Анализ показал, что за этой волной следует активация каспаз.
Исследование, опубликованное 10 августа в журнале Science, впервые демонстрирует роль триггерных волн в распространении апоптоза. Теперь учёные исследуют, используют ли аналогичный механизм другие биологические процессы, например, распространение врождённого иммунного ответа между клетками.