logo

Пользовательского поиска

Sunday 18th of November 2018

Деление под давлением

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вглубь живой материи
Автор: Administrator   
19.01.2011 18:17

 

2

Одним из методов распознания делящихся в чашке Петри клеток (красные) является окрашивание зеленым флуоресцентным белков находящейся в их ядре ДНК. Кончик кремниевой пружины (черный) находится над клеткой, которая уже округлилась, готовясь к делению. Ее конденсированная ДНК видна в виде зеленой полосы.

(Credit: zVg D. Müller/ETH Zurich)


Чтобы разделиться, клетка, прежде всего, должна «отвоевать» себе достаточное количество пространства в окружающей ее ткани. Но как она это делает, до последнего времени оставалось загадкой. Ученые Высшей политехнической школы Цюриха (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) открыли, что клетка «раздувается», создавая во время деления гидростатическое давление. Таким образом, она генерирует огромную силу, которую использует на «расталкивание» соседних клеток.


Ткани, например, кожа или мышцы, состоят из плотной сети клеток, находящихся в тесном контакте друг с другом. Если отдельная клетка такой ткани собирается разделиться на две дочерние, ей нужно сначала отделиться от соседних и принять сферическую форму. Одновременно она увеличивается в объеме, для чего ей и требуется дополнительное пространство. Как клетки могут достигать таких значительных изменений в столь плотном окружении, до сих пор оставалось неизвестным.

Группа ученых под руководством профессора биофизики Высшей политехнической школы Цюриха Дэниэла Мюллера (Daniel Müller) раскрыла эту тайну в сотрудничестве с исследователями из Дрездена. Полученные результаты, опубликованные в журнале Nature, показали, что во время деления клетки животных поглощают воду. В результате в них создается гидростатическое давление, раздувающее их, словно воздушные шарики, и сила, «расталкивающая» клетки окружающей ткани.

Для измерения этой силы ученые использовали сканирующий силовой микроскоп с кремниевой пружиной длиной всего в несколько сотых долей миллиметра. Они расположили крошечную пружинку над клеткой, выращенной на дне чашки Петри и только что начавшей делиться. Сначала пружина не касалась клетки, но, в конце концов, все больше и больше расширяясь в процессе деления, клетка начала отталкивать пружину. Сила давления на пружину составляла всего около 0.0000001 ньютона. Хотя эта величина кажется ничтожно малой, в масштабе отдельной клетки она очень велика и примерно соответствует силе, которая нужна человеку, чтобы удержать слона.

Начав с поиска белков, проявляющих наибольшую активность во время деления клетки, ученые попытались выяснить, как ей удается генерировать такую огромную силу. В конечном итоге они открыли транспортный белок в клеточной мембране, переносящий ионы натрия внутрь клетки и регулирующий таким образом солевой баланс. Особенно большое количество натрия транспортируется в клетку, когда она делится. Это создает осмотический эффект, который заставляет воду перемещаться внутрь клетки. Чем больше воды входит в клетку, тем больше становится ее объем.

Однако чтобы клетка была в состоянии оказывать давление на свое окружение, этого недостаточно, так как ее мембрана слишком мягка и нестабильна. Стабильность и способность противостоять давлению извне клетке придает находящийся непосредственно под клеточной мембраной цитоскелет, состоящий из сети молекул белка-актина.

Разрушение актиновой сети делящейся клетки химическим веществом вызывало еще большее ее расширение. И наоборот, объем клетки сокращался, если актин оставался нетронутым, но поток поступающей в нее воды блокировался. Из этого ученые заключили, что существуют две противоборствующие силы, действующие в противоположных направлениях: одна направлена наружу и раздувает клетку, а другая повышает давление и направлена внутрь.

Пока группа Мюллера изучает только отдельно растущие клетки, находящиеся вне ткани. Но микроскопические исследования подтверждают, что подобные процессы протекают и в тканях. Более того, деление проходит успешно только в том случае, если вокруг клетки достаточно свободного пространства. К такому выводу ученые пришли на основании эксперимента, в котором они использовали кремниевую пружину, оказывающую на клетку такое большое давление, что она не могла разделиться. Более 70 процентов клеток в этом эксперименте не завершали деление и погибали.

Однако созданное во время процесса деления давление клетка должна рано или поздно сбросить. Ученые пока не могут сказать, каким образом клетка узнает, что пришло время «выпустить пар». Мюллер подозревает, что «для этого должен существовать какой-то сигнал». Он и его группа уже «выслеживают» этот сигнал в своем новом проекте.

 

 

По материалам

High-pressure division

 

Оригинальная статья:

Hydrostatic pressure and the actomyosin cortex drive mitotic cell rounding

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday722
mod_vvisit_counterYesterday978
mod_vvisit_counterThis week722
mod_vvisit_counterLast week6784
mod_vvisit_counterThis month14408
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4183438

We have: 111 guests, 17 bots online
Your IP: 54.82.79.137
 , 
Today: Ноя 18, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.