Клітина ділиться великий

Кожна клітина в певний момент часу ділиться, але ось як вона дізнається, що все, треба? До теперішнього часу вчені слабо уявляли собі що саме є сигналом до поділу. Сам процес поділу клітини вивчений давно і досить повно, а от природа такого сигналу, відмашки на розподіл, до сих пір залишалася загадкою. За аналогією з макроорганизмами логічно припустити, що основним фактором, є розмір клітини (або вік? Питання).

З одного боку, сам процес реплікації ДНК, що безпосередньо передує поділу, починається тоді, коли клітина досягла певного розміру. З іншого боку варто нагадати, що в деяких випадках клітина ділиться без попереднього зростання: наприклад, запліднена яйцеклітина «дробиться» - її нащадки в розмірах не ростуть, і ембріон тварин на перших етапах розвитку є комплексом все більш і більш зменшуються клітин. На розмір клітини тут орієнтуватися не можна, і очевидно, що сигнал до поділу має іншу природу.

Відео: Keloid - Big Lazy Robot

Якщо розподіл клітини залежить від її розміру, то необхідний якийсь молекулярний механізм, який стежить за її розміром. Аналогічно справа йде і з віком. Потрібні або годинник або лінійка. Молекулярні.

Принцип роботи такого молекулярної «лінійки» уявити нескладно: має бути якесь органічна сполука (швидше за все, білок, хоча це може бути і інше з`єднання), чия концентрація залежить від розміру клітини. Коли концентрація такої молекули стає занадто високою або занадто низькою, сигнальний механізм клітини запускає поділ.

«Основним підозрюваним» на цю роль у вчених зі Стенфорда, Курта Шмоллера (Kurt Schmoller) і його колег, що експериментували з дріжджами, був добре відомий білок Cln3, з якого починається білкова сигнальна ланцюжок, що включає подвоєння ДНК. Але дослідження показали, що його концентрація протягом життєвого циклу клітини не змінюється.

Тоді біологи звернулися до інших білків з тієї ж сигнальної ланцюжка, (адже саме вона включає поділ, і або безпосередньо в ній повинен бути сигнал, або в безпосередньо пов`язаних з нею) і, в результаті, вийшли на білок Whi5. Саме його концентрація вкрай висока в новонародженої клітці, і в міру зростання рівень Whi5 починає падати. Якщо концентрацію Whi5 спеціально розбавляти, штучно уповільнюючи його синтез, то клітини дріжджів починали ділитися раніше звичайного, будучи ще невеликими, які не досягли нормального розміру. Навпаки, при штучному завищенні його рівня клітини тільки росли, не переходячи до фази поділу. Тобто Whi5 служить таким собі інгібітором ділення, ефект якого залежить від концентрації.

Дозволю собі засумніватися в такій інтерпретації результатів експериментів. Якщо розподіл клітини залежить тільки від її розмірів, то всі однотипні тканини мали б абсолютно однакові розміри клітин і не залежали б від зовнішніх факторів. Що не зовсім так. Це вже і вищезгаданий приклад з ембріоном. І той факт, що розмір фотосинтезирующих клітин рослин залежить від співвідношення червоного і синього в спектрі освітлення. Так, синій колір стимулює поділ, перешкоджаючи росту клітин. Хоча, якщо припустити що концентрація Whi5 залежить не тільки від розміру, але від часу і деяких інших чинників (наприклад він нестабільний і розпадається на протязі часу і під дією світла. Або інший білок, пов`язаний з фотосинтезом синьої частини спектра пов`язує його), то запропонований механізм цілком собі актуальний.

У людини працює такий же механізм? Швидше за все, так - на рівні основних молекулярних процесів клітини всіх еукаріоти (а ми з дріжджами ставимося саме до них) схожі один з одним. Відмінності ж будуть в тому, що за зростанням клітини у людини буде стежити не такий же, але схожий за структурою сигнальний білок. Але ось сама гіпотеза про вплив саме концентрації нікого речовини (білка, схожого за структурою на Whi5) на процес розподілу швидше за все перетворилася на повноцінну теорію.

Джерело: Nature