Обнаружен новый тип клеточного деления
Ученые, изучающие личинок данио, заметили нечто странное. Клетки кожи, казалось, делились без репликации своей ДНК. Они подтвердили, что-то, что они видели, было реальным, перевернув то, что мы думали, что знали о делении клеток по всей биологии.
Существует два типа клеточного деления, о которых мы знаем уже давно, и они широко изучены. Организмы, которые размножаются половым путем, имеют определенную популяцию клеток, называемых половыми клетками, которые подвергаются мейозу. В одной из этих клеток, подвергающихся мейозу, ДНК реплицируется, и затем происходят два цикла клеточного деления, которые генерируют четыре дочерние клетки, гаметы, с вдвое меньшим количеством хромосом, чем родительская клетка. Гаметы соединяются вместе, чтобы произвести зиготу с нормальным количеством ДНК. В митозе одна клетка дублирует свою ДНК, и эти две копии генома затем тщательно разделяются и распределяются поровну между двумя новыми дочерними клетками. Дочерние клетки имеют такое же количество хромосом, как и родительская клетка.
Но в этом новом типе клеточного деления, который был назван асинтетическим делением, клетки могут проходить до двух раундов клеточного деления без образования новой ДНК. Результаты были опубликованы в Nature Чен-Хуэй Ченом из Academia Sinica.
В этом исследовании ученые генетически сконструировали рыбу данио, которую они назвали пальмовой кожей. Клетки кожи, или поверхностные эпителиальные клетки (SECs) этой модели, были помечены различными цветами, чтобы каждую отдельную клетку можно было отслеживать по мере роста рыбы.
Покадровая визуализация показала, что одна секунда генерирует до четырех дочерних клеток, но окрашивание показало, что это происходит без репликации ДНК. Невероятно, но не все дочерние поверхностные эпителиальные клетки несли полный геном у этих нормальных и здоровых рыбок данио, чего никогда раньше не наблюдалось.
Авторы исследования отметили, что это, по-видимому, происходит только на стадии развития, когда рыба быстро растет, и это, вероятно, очень эффективный способ обеспечить достаточное количество клеток, когда животное нуждается в них, чтобы покрыть свою быстро увеличивающуюся площадь поверхности. Они обнаружили, что по мере старения этих животных необычные клетки SEC, которым не хватало полного генома, постепенно заменялись нормальными эпителиальными клетками, которые содержали весь геном.
Это асинтетическое деление может быть вызвано растяжением кожи или активировано напряжением. Теперь исследователи заинтересованы в том, чтобы узнать, происходит ли асинтетическое деление в других организмах или контекстах. Например, есть ли время или место, когда это может происходить у людей?