Открытие ученых опровергает столетний принцип деления клеток
На протяжении десятилетий митоз (процесс деления клеток) преподавался как строгий, почти механический процесс. Каждая клетка в начале своего деления округляется, чтобы обеспечить симметричное распределение своего генетического материала, и дает начало двум идентичным дочерним клеткам. Однако новое исследование может поколебать эту вековую догму. Исследователи из Манчестерского университета только что продемонстрировали, что некоторые клетки делятся... не следуя этому классическому сценарию.
Исследователи обнаружили феномен изоморфного деления: в отличие от «канонического» митоза, при котором клетка принимает сферическую форму, некоторые клетки сохраняют свою первоначальную, часто вытянутую, морфологию. В результате образуются две дочерние клетки, различающиеся как по форме, так и по функциям. Это открытие меняет представление о формировании тканей и, возможно, о механизмах развития рака.
Как форма клетки влияет на ее судьбу
Команда биологов под руководством Шейна Герберта и Холли Лавгроув наблюдала необычное поведение клеток у эмбрионов рыбки данио-рерио во время формирования кровеносных сосудов. Вместо того чтобы округляться для симметричного деления, часть клеток сохраняла вытянутую форму, что напрямую влияло на свойства дочерних клеток.
Таким образом, деление перестает быть простым «копированием» и превращается в механизм создания разнообразия, производя клетки с разными функциями. Это может объяснить, как, например, эпителиальные или эндотелиальные клетки приобретают специализацию в нужном месте и в нужное время.
Почему это не замечали раньше?
Дело в том, что раньше митоз изучали в искусственных условиях, где клетки вынужденно округлялись на плоских поверхностях. Чтобы преодолеть это ограничение, ученые использовали метод микрошаблонирования: с помощью УФ-лазера они создавали на поверхностях специальные формы, заставляя клетки сохранять заданную морфологию перед делением. Оказалось, что чем более вытянутой была клетка, тем выше была вероятность изоморфного деления.
Форма клетки — это ее память
Сохранение формы во время митоза позволяет клетке передавать дочерним клеткам важную информацию — об ориентации, окружающей среде и будущей роли в ткани. Классическое округление, напротив, стирает эти данные.
Как отмечают авторы исследования, опубликованного в журнале :
«Изоморфное деление сохраняет информацию о состоянии клетки перед митозом, которая теряется при традиционном округлении».
Связь с раком
Это открытие важно не только для эмбриологии. Асимметричное деление, создающее клетки с разными свойствами, может играть ключевую роль в развитии рака. Если опухолевые клетки способны делиться без «перезагрузки» формы, они могут порождать более агрессивные клоны, способные к метастазированию.
Понимание того, как форма клетки влияет на ее дальнейшую судьбу, может привести к новым методам лечения. Например, контролируя морфологию клеток перед делением, можно будет управлять их дифференцировкой или подавлять рост злокачественных опухолей.
Это исследование не просто уточняет детали митоза — оно меняет фундаментальные представления о делении клеток. Оказывается, клетки не обязаны следовать единым правилам: сохраняя форму, они могут «помнить» свое прошлое и выбирать будущее.