Виведення клітинного сміття Як клітини тварин захищаються від небезпечних речовин -
У двох поточних дослідженнях вчені, що працюють з Ахмадом Фазелі та Енн Вехман з Вюрцбурзького університету, опублікували нові висновки щодо утилізації відходів у клітинах тварин. Вони можуть допомогти зрозуміти молекулярні механізми аутоімунних захворювань, таких як вовчак.
В процесі еволюції клітини тварин розробляли стратегії розщеплення небажаних чужорідних тіл. Таким чином, вони не тільки усувають вторгнення збудників, але також мертві клітини та фрагменти клітин. Якщо утилізація відходів у клітинах порушена, це може призвести до надмірної реакції імунної системи та розвитку аутоімунних захворювань, таких як вовчак.
Зараз вчені з Центру експериментальної біомедицини Рудольфа Вірхова при Вюрцбурзькому університеті дослідили дуже специфічні фрагменти клітин: залишки центрального тіла. Середнє тіло - це перехідна структура, яка виникає в кінці кожного поділу клітини і являє собою останню сполучну частину між дочірніми клітинами. Вперше ця структура була описана німецьким анатомом Вальтером Флеммінгом в 1891 році, саме тому вона також відома як тіло Флеммінга.
Після поділу клітини середнє тіло або передається дочірній клітині, або випускається в навколишнє середовище. У будь-якому випадку, це має бути скоро розбито, інакше середнє тіло може надалі впливати на клітини. "Відомо", - пояснює доктор Ахмад Фазелі, перший автор двох досліджень, "що залишки середнього тіла впливають на полярність і долю клітин". Наприклад, ракові клітини збагачують організм Флеммінга, що може призвести до посиленого зростання. "Відкритим питанням було те, як клітини зазвичай контролюють елімінацію або розпад середнього тіла", - продовжував Фазелі. Попередні дослідження до цього часу передбачали два можливі сценарії долі середнього тіла: або воно залишається в одній з дочірніх клітин і перетравлюється аутофагією (розщепленням власних компонентів клітини), або спочатку викидається в навколишнє середовище обома дочірніми клітинами, а пізніше однією клітиною через фагоцитоз (Поглинання та розпад сторонніх тіл) та обробляється.
У ході своїх нових досліджень вчені змогли узгодити обидва можливі сценарії в одній моделі, про що вони повідомляють у журналах Journal of Cell Science та Communicative & Integrative Biology. Команда Енн Вехман дослідила швидко ділиться клітини ембріонів нематоди Caenorhabditis elegans, білки та процеси яких у клітинах напрочуд схожі на систему людини. У своїх дослідженнях вони проаналізували роль різних білків, що беруть участь в аутофагії або фагоцитозі, і напрочуд виявили, що обидві системи можуть працювати разом при руйнуванні середнього тіла.
Як з'ясували вчені, середнє тіло в ембріональній тканині нематоди вивільняється з дочірніх клітин у навколишнє середовище і поглинається сусідніми клітинами. Там білки аутофагії закривають поглинене середнє тіло і підтримують його розпад. Це означає, що білки, які зазвичай відповідають за утилізацію власних компонентів клітини, також беруть участь у розщепленні сторонніх тіл. Під час поточних досліджень вченим вдалося показати, що середнє тіло остаточно руйнується фагоцитозом, асоційованим з LC3 (LAP). До цього часу LAP вважався процесом, який, як правило, відповідає за розщеплення бактерій, що вторглися, або залишків мертвих клітин, так званого клітинного сміття. Однак новиною є його участь у демонтажі центрального органу.
"На перший погляд здається дивним, що клітини розробили такий складний механізм роботи з середнім тілом. Оскільки сама ця перехідна структура має сигнальні властивості, її регуляція має велике значення для клітини", - пояснює д-р. Енн Вехман. Середнє тіло звільняється в кінці поділу клітини. З іншого боку, центральне тіло, що залишається в дочірній клітині, може подавати сигнал до оновленого поділу, що призводить до змін у розмірі та формі клітин або навіть до їх фрагментації. Оскільки підібраний центральний орган може також впливати на долю клітини-реципієнта, важливий його швидкий розпад. Розібраний на складові, центральний корпус не тільки „нешкідливий”, але й може бути перероблений клітиною.
Нова модель долі та деградації середнього тіла поєднує в собі результати попередніх досліджень нематод, мух та клітин ссавців. Тому дослідники навколо Енн Вехман підозрюють, що їхні знахідки в основному можуть бути передані людям і можуть допомогти краще зрозуміти механізми таких захворювань, як рак або аутоімунне захворювання вовчак. В даний час команда досліджує інші функції LAP в ембріонах глистів і хоче з'ясувати, як клітини використовують LAP для очищення свого оточення і таким чином захищають ембріон від клітинних відходів.