Биологи впервые измерили скорость смерти клетки. Удивительно красивый процесс

Запрограммированная смерть клеток называется апоптозом. Теперь ученым Стэнфордского университета удалось впервые наблюдать за этим процессом и узнать, с какой скоростью он происходит.

Что нового узнали биологи

Статья по теме

Биофизики впервые показали, как движется хромосома внутри клетки

В ходе нового исследования выяснилось, что сигналы, вызывающие апоптоз, представляют собой каскады волн, движущихся через клетку со скоростью 0,003 миллиметра в минуту. Они называются триггерными волнами. Представьте себе лесной пожар, распространяющийся из одной точки, или круг домино, складывающийся внутрь, – примерно так и работает триггерная волна.

Это важный биологический процесс в повседневной жизни клетки, необходимый для быстрой и надежной передачи информации на большие расстояния. Так, например, у многоклеточных животных триггерные волны участвуют в размножении (делении) клеток – именно с помощью этих волн процесс запускается по всей клетке.

Также с их помощью передаются электрические сигналы между нейронами – структурными единицами нервной системы. Теперь ученые смогли добавить к этому «послужному» списку еще и смерть клеток.

Как проходил эксперимент

Для наблюдения за апоптозом в клетке, исследователи использовали яйцо африканской когтистой лягушки. Они удалили из него весь материал, кроме ядра, и поместили его в пробирку. Затем они инициировали апоптоз и применили зеленый флуоресцентный белок, который светится, когда клетка умирает.

Это зеленое свечение двигалось вниз по пробирке с постоянной скоростью, указывая на то, что апоптоз распространялся все же через триггерные волны, а не через химическую диффузию, происходящую намного медленнее.

Следующим шагом было увидеть, происходит ли этот процесс в клетке также и в ее естественном состоянии. Когда ученые вызвали апоптоз в неповрежденной яйцеклетке, они заметили, что ее цвет изменился после смерти – она потемнела. При этом потемнение происходило изогнутой волной по всей поверхности с постоянной скоростью, что указывает на триггерную волну.

Изучив погибшие яйца, ученые обнаружили в них активированные каспазы - ферменты, играющие важную роль в программируемой гибели клеток. В том же время у живых яиц активированные каспазы отсутствуют. Выяснилось, что они активируются, как только запускается апоптоз. Затем эта активность распространяется на другие близлежащие каспазы и так далее (как те складывающиеся детали домино), пока процесс не захватывает всю клетку..

Статья по теме

От прижигания опухолей до генной терапии. Краткая история рака

Почему это исследование так важно

Апоптоз - это процесс, при котором тело избавляется от старых, ненужных или нездоровых клеток (например, пораженных инфекцией или с мутациями, которые могут превратиться в рак), не нанося вреда окружающей ткани.

Некоторые моменты апоптоза по-прежнему остаются загадкой для ученых. Например, он не всегда останавливает мутировавшие клетки от превращения в раковые. Или, наоборот, запускает разрушительные процессы в здоровых клетках, как это происходит в случае нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

Как отмечают исследователи, если мы хотим выяснить, как это происходит, - и, в зависимости от ситуации, либо помочь процессу, либо замедлить его - нам нужно знать, как регулируется апоптоз. Именно поэтому так важна работа, описанная выше.

Что дальше

Следующий процесс, в котором команда планирует искать триггерные волны, - это иммунная реакция организма. Команда хочет выяснить, играет ли этот механизм роль в том, как иммунный ответ распространяется по всему телу.

Источник: Sciencealert

Источник: Футурист.ру
Фото: onedio.com

Комментарии