Ученые раскрывают, как клетки запоминают свою индивидуальность, избегая ошибок, которые могут вызвать рак

Как клетки решают кризис идентичности
Клетка делится на две клетки в процессе митоза. Микротрубочки (зеленые) показаны, тянущие хромосомы (красные) к противоположным сторонам клетки. Предоставлено: Институт Солка

Рак часто является результатом мутаций ДНК или проблем, связанных с тем, как клетки делятся, что может привести к тому, что клетки «забудут», что это за тип клетки или как правильно функционировать. Теперь профессор Мартин Хетцер и команда ученых прояснили, как новые клетки запоминают свою индивидуальность после деления клеток. Эти механизмы памяти, опубликованные в Genes & Development 4 июня 2020 года, могут объяснить проблемы, которые возникают, когда идентичность клеток не поддерживается, такие как рак.

«Мы получили новое представление о механизмах памяти, которые позволяют нужным генам включаться в нужное время, так что новая клетка может стать клеткой того же типа, что и родительская клетка», — говорит Хетцер, старший автор статьи. и обладатель кафедры Фонда Джесси и Кэрила Филипса и главный научный сотрудник Солка. «Наши результаты закладывают основу для понимания этой короткой и динамичной стадии жизнедеятельности клетки, которая имеет решающее значение для клеточной идентичности».

Деление клеток является одним из наиболее важных периодов развития тканей и гомеостаза. Во время этого процесса, называемого митозом, клетки должны правильно копировать всю свою ДНК, а затем равномерно делиться на две части. Чтобы уменьшить отвлечения, активность гена отключается во время митоза, прямо перед тем, как клетки делятся, останавливая производство белков. После того, как клетка делится на две клетки, экспрессия генов включается скоординированным образом, чтобы возобновить производство белка. Этот процесс запуска производства специфических белков информирует клетку о том, чем она должна стать. Тем не менее, ученые не знали, как именно этот процесс работал.

«Мы хотели понять молекулярные механизмы клеточной идентичности и транскрипционной памяти», — говорит первый автор статьи Хайсон Канг, аспирант Калифорнийского университета в Сан-Диего в лаборатории Хетцера. «Как материнская клетка передает идентичность дочерним клеткам через деление клеток?»

В нормальных условиях культивируемые клетки в лаборатории находятся на нескольких стадиях клеточного цикла. Это затрудняет точное определение периода времени сразу после митоза, когда клетки запоминают тип клетки. Команда Хетцера синхронизировала клетки сетчатки и клетки рака костей, используя химический ингибитор, который выровнял их на одной и той же стадии жизненного цикла клетки. Затем ученые смогли изучить короткое окно, когда гены активны после митоза. Этот метод впервые дает полную картину реактивации всего генома клетки после митоза.

Команда обнаружила, что многие гены активируются сразу после деления клетки. Гены действуют каскадом, как ряд падающих домино, чтобы посылать критические сигналы для активации дополнительных генов. Этот процесс активации позволяет клетке «проснуться» от клеточной амнезии и стать ее предназначенной личностью.

«Это исследование фокусируется на фундаментальном вопросе: как клетка запоминает, кто она и чем должна заниматься?» говорит Джесси Диксон, автор статьи и сотрудник Программы стипендиатов Хелмсли-Солка. «Мы наметили, когда и где установлены многие из этих функций памяти. Затем мы можем начать манипулировать конкретными функциями, чтобы лучше понять механизм идентификации клеток».

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *