Старые уроки биологии под вопросом: клетки делятся иначе, чем считали — видео

Биологи из Манчестерского университета (Англия) обнаружили, что деление клеток в живых организмах происходит совсем не так, как это преподают в школах уже более ста лет. Исследование, опубликованное в Science, может повлиять на понимание развития тканей, рака и регенеративной медицины.

Традиционно считается, что перед делением клетка округляется и симметрично делится на две идентичные дочерние клетки. Однако в реальных организмах это округление происходит далеко не всегда. Ученые показали, что если клетка изначально вытянутая и тонкая, она склонна делиться асимметрично, производя дочерние клетки разного размера и функции. Такой тип деления ранее связывали в основном со стволовыми клетками.

«Студенты узнают, что при делении клетки она приобретает однородную сферическую форму. Однако наше исследование показывает, что в реальных живых организмах все не так просто», — говорит доктор Шейн Герберт, старший научный сотрудник Манчестерского университета.

Команда изучала эмбрионов данио-рерио — прозрачных рыбок на ранней стадии развития, что позволило визуализировать деление клеток в реальном времени. Исследователи наблюдали за формированием кровеносных сосудов: клетка на переднем краю сосудов, ведущая за собой остальные, делилась, не округляясь. Это асимметричное деление приводило к формированию одной новой быстрой клетки «кончика» и одной более медленной позади — важное открытие для понимания роста тканей.

«Мы можем снимать фильмы об этом фундаментальном поведении клеток и таким образом открывать новые захватывающие аспекты роста тканей», — отмечает доктор Холли Лавгроув.

Ученые также провели эксперименты с человеческими клетками, используя метод микропаттернинга. Эта технология позволяет заставить клетку принять заданную форму — например, вытянутую или круглую — с помощью микроскопических белковых шаблонов. В частности, использовалась система PRIMO: ультрафиолетовый лазер «рисует» форму, к которой затем прикрепляется клетка. Это позволило точно контролировать форму клетки и выяснить, как она влияет на характер деления.

«Микропаттернирование позволяет нам изменять форму клеток и проверять, как эти формы влияют на последующее деление», — говорит доктор Джорджия Халмс.

Открытие имеет важные последствия для науки. Оно не только меняет представления о митозе, но и может помочь в борьбе с раком. Асимметричное деление может быть одним из механизмов метастазирования, а также — ключом к созданию нужных типов клеток в регенеративной медицине.

Авторы отмечают, что возможно, в будущем они смогут управлять функциями клеток, просто изменяя форму «родительской».