“ Родительские ” клетки сбрасывают часы деления клеток

Ученые из Института Уолтера и Элизы Холл показали, что обе фазы клеточного цикла вносят вклад в общее изменение времени деления, а не одна, оставаясь фиксированной по продолжительности, как считалось ранее. Они превратили эти открытия в новую модель, которая помогает ученым предсказать, как делится популяция клеток.
Их исследования могут повлиять на наше понимание репликации клеток, например, при иммунном ответе на инфекцию или при развитии и прогрессировании рака.

Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ученые института профессор Фил Ходжкин, доктор Марк Даулинг, доктор Джон Маркхэм, доктор Андрей Кан и его коллеги сделали открытие, изучая, как иммунные клетки, называемые В- и Т-клетками, делятся с течением времени.

Используя покадровую микроскопию, группа исследователей наблюдала за отдельными клетками, наблюдая за каждой фазой клеточного цикла, когда клетка делится на две новые «дочерние» клетки, и записывая, сколько времени занимает каждая фаза.
Клеточный цикл можно разбить на две фазы.

На первом этапе клетки увеличиваются в размерах и вырабатывают белки, необходимые для копирования их ДНК. На втором этапе копируется ДНК, и делаются последние приготовления для разделения клетки пополам на заключительном этапе, известном как митоз. С 1973 года ученые предсказывали деление клеток, используя модель, которая фиксирует общую длину клеточного цикла, но не объясняет, как долго может длиться каждая фаза.

Д-р Маркхэм, который завершил исследование в Национальных информационных и коммуникационных технологиях Австралии (NICTA), сказал, что исследование показало, что время, затрачиваемое на каждую стадию цикла клеточного деления, варьируется от клетки к клетке. «Старая модель времени клеточного цикла не соответствовала нашим наблюдениям, поэтому мы разработали новую модель, которая более точно предсказывает, как делится популяция клеток», – сказал доктор Маркхэм.
"Представьте клеточный цикл как эластичную ленту, представляющую время, необходимое клетке для деления. Каждая фаза клеточного цикла находится в фиксированном месте на эластичной ленте, но сама лента может растягиваться или сжиматься, эффективно удлиняя или сокращая время, необходимое для каждой фазы цикла."
Профессор Ходжкин сказал, что исследование не только предоставило лучшую модель того, как делятся клетки, но и дало ключ к разгадке того, почему существует вариабельность времени клеточного цикла в группе клеток одного и того же типа. «Старая модель предполагала, что вторая фаза деления клеток занимает фиксированное время, и все вариации исходят от первой фазы», ​​- сказал он. «Он использовал концепцию, называемую« вероятность перехода », чтобы предсказать, как может вести себя популяция ячеек, но ее нельзя было применить к отдельным ячейкам.

«Наше исследование показало, что когда клетка делится, две ее« дочерние »клетки делят то же время деления, что и друг друга, но на этот раз отличается от их« родительской ». Из этого можно сделать вывод, что время деления клетки программируется родительской клеткой при подготовке к делению, но это время не передается из поколения в поколение. Хотя мы еще не понимаем, как именно он установлен, этот внутренний механизм синхронизации заменил внешнюю «вероятность перехода», использовавшуюся в старой модели."
Профессор Ходжкин сказал, что, хотя исследование дало лучшее понимание фундаментальной науки, оно также может найти практическое применение, например, для изучения того, как иммунные клетки реагируют на инфекции. «Наша модель позволит исследователям проводить меньше и более простых измерений, чтобы получить полную картину того, как делятся В-клетки и Т-клетки», – сказал профессор Ходжкин. «Тем не менее, требуется дополнительная работа, чтобы определить, одинаковы ли эти механизмы в других типах клеток организма, таких как раковые клетки."

Блог автомобилиста