Как клетка узнаёт, что пора делиться

Как клетка узнаёт, что пора делиться

Сигналом к делению служит увеличившийся размер клетки – чем она больше, тем меньше в ней становится концентрация белка, запрещающего клетке делиться.

В жизни каждой клетки наступает пора делиться, но как она узнаёт, что – пора- До сих пор биологи слабо представляли себе природу сигнала к делению. По аналогии с животными можно предположить, что тут всё решает клеточный рост. Действительно, процесс удвоения ДНК, необходимый для деления, начинается тогда, когда клетка достаточно выросла. Но тут возникает другой вопрос – какие молекулярные механизмы могут следить за её размером-

Принцип работы такого механизма вообразить нетрудно: должна быть какая-то молекула (скорее всего, белок), чья концентрация строго привязана к росту клетки. Когда такой молекулы становится слишком много или слишком мало, она запускает деление. «Главным подозреваемым» на эту роль у исследователей из Стэнфорда, экспериментировавших с дрожжами, был белок Cln3, с которого начинается сигнальная цепочка, включающая репликацию ДНК. Но оказалось, что его концентрация в течение жизненного цикла не меняется.

Тогда Курт Шмоллер (Kurt Schmoller) и его коллеги обратились к другим белкам из той же сигнальной цепочки, и, в конце концов, вышли на Whi5. Его, как пишут авторы работы в Nature, бывает очень много в новорождённой клетке, потом же уровень Whi5 начинает падать. Если Whi5 искусственным образом разбавляли, замедляя его синтез, то дрожжи начинали делиться раньше обычного, когда их клетки были ещё небольшими, не достигшими нормального размера деления. Если же, наоборот, уровень его был искусственно завышен, то клетки росли и росли, не переходя к делению. То есть Whi5 служит ингибитором деления, чей эффект зависит от его концентрации.

Главным сюрпризом здесь стало то, что молекулярный переключатель занимает срединное положение в сигнальной цепочке – обычно всё начинается со стартовой молекулы, которая воспринимает некий стимул, после чего передаёт сигнал своим «подчинённым», расположенным далее по цепи. (О том, что эта белковая цепь регулирует клеточный цикл, было известно давно, просто до сих пор было непонятно, как сигнальная цепь чувствует изменения размера клетки.) Подробности работы Whi5 предстоит ещё выяснить, но на молекулярном уровне всё выглядит, скорее всего, так: сам Whi5 связывается с регуляторными последовательностям генов клеточного деления, тем самым выключая их, а когда Whi5 становится мало, то он начинает хуже держаться на ДНК, и подконтрольные ему гены освобождаются от его влияния.

 Можно ли полученные результаты распространить на человеческие клетки- Скорее всего, да – на уровне базовых молекулярно-клеточных процессов все эукариоты (а мы с дрожжами относимся к домену эукариот) похожи друг на друга. Отличия же, к примеру, могут быть в том, что за ростом клетки у человека будет следить не совсем такой же, но похожий сигнальный белок. Однако стоит напомнить, что есть случаи, когда клетка делится без предварительного роста: так, про оплодотворённую яйцеклетку говорят, что она дробится – её потомки не растут, и эмбрион на самых первых этапах развития представляет собой комплекс всё уменьшающихся и уменьшающихся клеток. На клеточный рост тут ориентироваться нельзя, так что сигнал к делению, очевидно, имеет иную природу. 

Newsland.ru

Похожие новости:
Биологи научились незаметно редактировать геном стволовых клеток
Биологи из Калифорнийского университета разработали метод детекции мутаций, который позволяет «побуквенно» редактировать геном стволовых клеток и не оставлять при этом следов в их ДНК. Описание новой технологии опубликовано в журнале Nature Methods. Редактирование генома стало возможным благодаря использованию ..
2014-02-10 1514 0 Научные открытия
0
Биологи раскрыли тайну неуправляемого деления раковых клеток
Группа биологов из Института Гульбенкяна в Португалии сумели понять, как материнская клетка при делении распределяет среди дочерних клеток правильное количество центриолей — органелл, участвующих в формировании клеточного центра и веретена деления, и отклонения в численности которых может спровоцировать рак. ..
2016-04-23 2159 0 Научные открытия
0
Растения, чтобы защититься, убивают собственные клетки
ABC Science на этой неделе решило объяснить, как растение защищается от потенциальных угроз, пишет НТстудия. Имеется в виду, что была поставлена задача выяснить имеет ли растение иммунитет, и если да, то каким образом он работает. Ученые отмечают: ежедневно растению хватает проблем, нужно ..
2012-06-19 1354 0 Научные открытия
0
Биологи создали самую сложную виртуальную клетку
Ученые создали самую подробную на сегодняшний день компьютерную модель индивидуальной клетки. Она оказалась способна предсказывать ранее неизвестные свойства реальных бактерий. Работа опубликована в журнале Cell, ее краткое содержание приводится на сайте Стенфордского университета. Для максимально подробного моделирования ученые выбрали ..
2012-07-20 1351 0 Научные открытия
0
Магнитной левитации впервые подвергли живые клетки
С помощью магнитов ученые-биоинженеры из Стэнфордского университета заставили живые клетки парить в воздухе. По высоте их подъема можно судить о плотности отдельных микроскопических объектов, что пригодится в диагностике заболеваний и тестировании лекарственных средств. Об этом со ссылкой на журнал Proceedings of the National Academy ..
2015-07-01 6427 0 Научные открытия
0
Ученые раскрыли механизм старения человека
Один из самых больших секретов биологии - механизм старения человека - удалось раскрыть международной группе ученых в университете английского города Ньюкасл с помощью компьютерного моделирования, экспериментов с клетками и генетически модифицированной мышью.Совместно с коллегами из немецкого университета в Ульме англичане, ..
2012-11-15 3635 0 Научные открытия
1
Выявлено влияние физических упражнений на гены
Учёные сделали новый шаг на пути к пониманию влияния образа жизни человека на его гены. Благодаря новому открытию удалось установить связь между ДНК человека и физической нагрузкой, которую он испытывает. Поясним. Хотя генетический код одинаков для всего организма, каждая клетка обладает ..
2012-03-11 3152 0 Научные открытия
0
Американские ученые нашли белок бессмертия
Ученые медицинской школы университета Мичигана смогли раскрыть загадку стволовых клеток. Исследователи из Мичиганского университета (США) обнаружили белок, отвечающий за бессмертие и "вечную юность" стволовых клеток. Они, как известно, могут превращаться в другие типы клеток, а могут ..
2012-08-24 2895 0 Научные открытия
1
Бактерии умеют общаться на ощупь
Бактерии, похоже, умеют общаться "на ощупь". К такому неожиданному выводу пришли исследователи из университета Калифорнии в Санта- Барбаре, изучавшие поведение уропатогенных кишечных палочек. Учёные во главе с Кристофером Чейзом (Christopher Hayes) предполагают даже, что контакт может быть ..
2012-03-6 1392 0 Научные открытия
0
Учёные провели новые исследования по изучению ДНК
Физики-теоретики любят играть с очень нетрадиционными игрушками. Мануэль Манги из Университета Тулузы во Франции и его коллеги приняли, казалось бы, игривый подход в анализе того, что происходит с двухцепочечной молекулой ДНК, когда она растянута до предела, сообщает itword.org. Данное исследование в самое ближайшее ..
2012-11-5 1500 1 Научные открытия
0
Биологи МГУ увидели причину старения клеток в тепловом шоке
Испытываемый клетками кратковременный тепловой стресс приводит к их старению. К такому выводы пришли российские ученые, авторы статей в журналах Nucleic Acids Research и Cell Cycle. Коротко об исследованиях сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».Тепловой шок — один из наиболее изученных ..
2016-03-23 3151 0 Научные открытия
1
Биологи нашли нейроны магнитной навигации в мозге голубей
Изучая почтовых голубей, биологи из Америки обнаружили в их мозге обособленную группу нейронов, отвечающих за обработку информации, необходимую птицам для ориентации в пространстве, тем самым помогая им прокладывать курс при длительных перелетах. Обнаруженный ученными «биокомпос» помогает птицам ориентироваться по магнитному ..
2012-05-2 1789 0 Научные открытия
0
Раскрыт способ уничтожения организма раком
Биологи из Лондонского университета королевы Марии обнаружили необычный механизм, благодаря которому раковые клетки распространяются по всему организму, образуя метастазы. Открытие позволит разработать новые методы лечения, позволяющие предотвратить формирование вторичных злокачественных опухолей. Исследование ..
2016-06-23 2675 0 Научные открытия
0
Открыт новый тип деления человеческих клеток
Многим видам злокачественных опухолей свойственно явление кратного увеличения количества хромосом в клетке или полиплоидия. Известно, что, например, в 14 и 35 процентов случаев рака молочной железы и рака желудка, соответственно, имеют тройной или более кратный набор. (Напомним, что нормальные ..
2012-12-19 2298 0 Научные открытия
0
Нобелиат совершил новый научный прорыв спустя пару недель после получения премии
Журнал Science опубликовал статью, в которой рассказывается о новом изобретении Эрика Бетцига (Eric Betzig) — нобелевского лауреата по химии, — которое, по мнению ученого, обладает гораздо большей важностью для науки. 8 октября 2014 года Бетциг совместно с Уильямом Мернером ..
2014-10-27 2129 0 Научные открытия
-1