logo

Пользовательского поиска

Friday 20th of July 2018

Минималистский подход плоских червей к клеточному делению предполагает возможность существования неизвестной функции центросом

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вглубь живой материи
Автор: Administrator   
20.01.2012 17:05

 

 

Центриоли (показаны зеленым) служат в качестве опорных точек для цилий (показаны красным) – крошечных выступов на поверхности клеток. Пресноводные планарии Schmidtea Mediterranea используют цилии (реснички) клеток, выстилающих их глотку  для заглатывания пищи.

 

Центриоли (показаны зеленым) служат в качестве опорных точек для цилий (показаны красным) – крошечных выступов на поверхности клеток. Пресноводные планарии Schmidtea Mediterranea используют цилии (реснички) клеток, выстилающих их глотку для заглатывания пищи. (Фото: Juliette Azimzadeh, University of California, San Francisco)

 

 

 

 

 

 

Ученые из Калифорнийского Университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco, UCSF), и Института медицинских исследований Стоуерса (Stowers Institute for Medical Research) обнаружили, что у планарий – крошечных плоских червей широко известных своей способностью к восстановлению – полностью отсутствуют центросомы – клеточные структуры, организующие сеть микротрубочек, растягивающую хромосомы при делении клетки.


Уникальная и неожиданная способность плоских червей, подробно описанная в статье в журнале Science, позволила ее ведущему автору Джульетте Азимзаде (Juliette Azimzadeh), Ph.D., не только идентифицировать большую группу эволюционно сохранившихся белков, необходимых для сборки центриолей в клетках человека, но и показать, что центросомы, долго считавшиеся необходимыми, прежде всего, для таких функций, как деление клетки, сохранены у других видов животных скорее не для клеточных процессов, а для координации процессов развития.

«То, что планарии могут обходиться без центросом, не теряя при этом своих способностей к регенерации, стало для всех нас неожиданностью», - говорит сотрудник Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) и Института Стоуерса Алехандро Санчес Альварадо (Alejandro Sánchez Alvarado), Ph.D. «Это говорит о том, что эволюционное давление, сохранившее центросомы, может оказаться не связанным с собственно клеточным делением. У центросом может существовать другая, еще неизвестная, функция».

Центросомы состоят из двух центриолей, расположенных перпендикулярно друг к другу, и окружены аморфной массой белков, известных как перицентриолярное вещество. Каждая центриоль состоит из девяти триплетов микротрубочек, которые собраны в полую структуру, напоминающую колесо с изогнутыми спицами. Хотя молекулярный состав центросомы в клетках человека и мух определен, функции большинства компонентов пока неясны.

Картину осложняет тот факт, что центриоли выполняют двойную функцию: в дополнении к формированию ядра центросомы, они служат в качестве опорных точек для цилий – крошечных выростов на поверхности клеток, которые не только помогают перемещать жидкость и слизь вокруг мозга, легких, глаз и почек и яйцеклетки вниз по маточным трубам, но важны и для зрения, обоняния, механорецепции и межклеточной сигнализации. Не удивительно, что ряд заболеваний ведут свое происхождение от дефектов в цилиогенезе.

Плоские черви, такие как пресноводные планарии Schmidtea Mediterranea, используют мерцательные клетки, выстилающие их глотку и нижнюю часть тела, для удержания пищи и движения. «Тот факт, что центриоли в их организме сохранены, в то время как центросомы потеряны, говорит о том, что центриоли развивались в основном для образования ресничек, а не для митотических функций», - считает старший автор статьи Уоллес Маршалл (Wallace Marshall), Ph.D., адъюнкт-профессор кафедры биохимии и биофизики UCSF.

Чтобы определить, какие компоненты центросомы необходимы для сборки и функции ее центриольного ядра, Азимзаде решила объединить свои силы с Санчесом Альварадо.


Пресноводный плоский червь Schmidtea mediterranea живет в южной Европе и северной Африке.

 

Пресноводный плоский червь Schmidtea mediterranea живет в южной Европе и северной Африке. (Фото: UCSF/J.Azimzadeh)

 

 

 

Подавление у планарии двух гомологов генов необходимых, как известно, для сборки центросомы у других видов, привело к нарушению образования ресничек. Но, что удивительно, дефектов регенерации у этих животных не наблюдалось.

Замечательная способность планарий к регенерации целого животного практически из любой части организма требует пролиферации так называемых необластов – популяции тотипотентных стволовых клеток, единственных клеток, претерпевающих клеточное деление. «Мы считали, что подавление этих генов остановит клеточное деление и планарии потеряют способность к регенерации», - объясняет Санчес Альварадо. По его словам, было бы логично ожидать снижения числа клеток, способных к делению. Но их количество осталось прежним.

Тщательное исследование нормальных плоских червей на присутствие центриолей с помощью иммунофлюоресценции и трансмиссионной электронной микроскопии не обнаружило их ни в одном типе клеток за исключением реснитчатых.

«Наши результаты показывают, что планарии не собирают центросомы», - говорит Азимзаде. «Отсутствие центриолей в делящихся клетках предполагает, что планарии не используют путь дупликации центриолей, который лежит в основе образования центросом у других животных, а только собирают центриоли de novo в процессе дифференциации реснитчатых клеток».

Основываясь на этом открытии, ученые предсказали, что белки, в частности, необходимые для дупликации и функции центросом, должны были быть исключены из генома планарии в процессе эволюции. Активный поиск у планарий гомологов известных компонентов человеческих центросом показал, что восемь из 55 сигнатурных белков центросом, которые однозначно присутствуют у последнего общего предка, в геноме планарий потеряны.

С другой стороны, исследователи предположили, что компоненты центросом человека, гомологи которых все еще присутствуют у планарий, должны требоваться либо для de novo сборки центриолей, либо для цилиогенеза. Систематическое подавление большинства из этих генов приводит к дефектам подвижности на цилиарной основе, вызванным, вероятно, неправильной сборкой или нарушением функции центриолей.

«Тот факт, что мы смогли использовать планарий для идентификации функций человеческих генов, у которых не было известных функций, подчеркивает важность эволюционного подхода к изучению клеточных механизмов», - заключает Санчес Альварадо.

 

 

По материалам

Flatworms’ minimalist approach to cell division reveals the molecular architecture of the human centrosome

 

Аннотация к статье Centrosome Loss in the Evolution of Planarians

 

© «Минималистский подход плоских червей к клеточному делению предполагает возможность существования неизвестной функции центросом». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на сайт LifeSciencesToday.

 

 

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday325
mod_vvisit_counterYesterday1287
mod_vvisit_counterThis week5611
mod_vvisit_counterLast week6681
mod_vvisit_counterThis month18022
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4052468

We have: 60 guests, 5 bots online
Your IP: 54.81.244.248
 , 
Today: Июл 20, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.