Клітини з дубльованим ДНК: вчені дослідили це явище та виявили дещо дивне (фото)
Вчені, які вивчають процес клітинного поділу, виявили, що саме те, як саме клітина зазнає збою під час поділу, може повністю визначити, чи виживе вона, чи загине згодом. Ці результати можуть допомогти пояснити, чому деякі ракові клітини продовжують рости після лікування.
Дослідження було зосереджено на біологічній помилці, яка називається дуплікацією всього геному, коли клітина отримує вдвічі більшу, ніж зазвичай, кількість ДНК, замість того щоб розділитися на дві окремі клітини.
У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Ділення клітин є однією з найважливіших функцій людського організму. Перед тим, як клітина поділиться, вона повинна скопіювати всю свою ДНК, щоб кожна нова клітина отримала повний набір генетичних інструкцій. Іноді цей процес копіювання відбувається правильно, але клітина не розділяється на дві незалежні клітини. Коли це трапляється, одна клітина зберігає вдвічі більший, ніж зазвичай, вміст ДНК, створюючи стан, який називається дуплікацією всього геному, або WGD.
Вчені вже роками знають, що клітини з дубльованою ДНК можуть поводитися ненормально. Деякі перестають функціонувати правильно, деякі гинуть, а інші можуть сприяти старінню або таким захворюванням, як рак. Дослідники з Університету Хоккайдо вивчали, чи змінює конкретна причина невдалого поділу те, що відбувається з ураженими клітинами згодом.
Команда досліджувала дві основні причини дуплікації всього геному: збій цитокінезу та мітотичне ковзання. Під час збою цитокінезу клітина майже завершує поділ, але не може завершити остаточне фізичне розділення. Під час мітотичного ковзання клітина виходить із процесу поділу занадто рано, до того, як хромосоми повністю розділяться.
"Хоча дуплікація всього геному відбувається через численні клітинні процеси, досі було незрозуміло, чи впливають відмінності в шляху на характеристики отриманих клітин", — сказав Рьота Уехара, відповідальний автор дослідження.
Використовуючи методи візуалізації живих клітин та мічення хромосом, дослідники відстежували, як змінені клітини поводилися з часом. Результати показали значні відмінності між цими двома типами порушень.
Клітини, утворені внаслідок збою цитокінезу, були набагато стабільнішими і виживали частіше. Натомість клітини, утворені внаслідок мітотичного ковзання, часто демонстрували нерівномірний розподіл хромосом і мали нижчі показники виживання.
За словами дослідників, організація хромосом відігравала центральну роль у визначенні того, чи зможуть клітини залишатися життєздатними. Клітини, утворені внаслідок порушення цитокінезу, зберігали хромосоми в більш збалансованому розташуванні, що дозволяло їм залишатися стабільнішими.
Команда також провела експерименти з метою поліпшення розділення хромосом під час мітотичного ковзання. Коли організація хромосом покращувалася, рівень виживання цих аномальних клітин значно зростав. Це свідчило про те, що розподіл хромосом безпосередньо впливає на те, чи продовжують жити клітини з дубльованою ДНК.
Ці висновки можуть стати важливими для досліджень раку, оскільки дуплікація всього геному часто зустрічається в пухлинних клітинах. Деякі методи лікування раку також можуть випадково спровокувати цей процес подвоєння ДНК. Якщо ці аномальні клітини виживають, вони можуть продовжувати розмножуватися і сприяти повторному росту пухлини після терапії.
Які наукові теми вам цікаво читати?
"Існують різні механізми, через які може відбуватися дуплікація всього геному, але їхні окремі наслідки значною мірою ігнорувалися", — пояснив Уехара. "Ми поставили під сумнів цю традиційну точку зору, порівнявши клітини, утворені за допомогою різних механізмів, і виявили, що ці відмінності можуть впливати на поведінку клітин у довгостроковій перспективі".
Дослідження дало вченим розуміння того, чому деякі аномальні клітини виживають, а інші — ні. Зосередившись на процесах розділення хромосом, майбутні методи лікування можуть зменшити виживання небезпечних клітин з дубльованою ДНК і допомогти обмежити прогресування раку.
Інші новини науки
- У Австралії вчені виявили тисячі мікроскопічних скам'янілостей, які можуть допомогти пояснити, як на Землі вперше з'явилося складне життя. Ці скам'янілості датуються періодом від 1,4 до 1,75 мільярда років, що робить їх одними з найдавніших скам'янілостей еукаріотів.
- Усе більше інтернет-користувачів цікавиться думкою про те, що не всі люди чують голос у своїй голові. Вчені дали цьому пояснення.
Під час написання цього матеріалу використано матеріали Science Daily, Wikipedia.