Підручники з біології доведеться викинути: вчені спростували основоположне правило

Про це повідомляє Gizmodo.

Упродовж понад 100 років люди вважали, що під час мітозу батьківська клітина стає сферичною, перш ніж ділитися на дві дочірні клітини того самого розміру і форми. Але результати нового дослідження можуть змусити переписати підручники з біології.

Автори дослідження виявили, що мітоз не завжди характеризується округленням клітин, коли батьківська клітина стає сферичною. Це призводить до того, що клітини, які з'явилися, не завжди симетричні, і, відповідно, не несуть ту саму функцію.

Нова робота, опублікована в журналі Science, може мати важливі наслідки для розуміння ділення клітин при таких захворюваннях як рак.

"Усіх нас вчили тому, що коли клітина ділиться, вона утворює однорідну сферичну форму. Але наше дослідження показує, що в реальних живих організмах все не так просто", — каже співавтор дослідження і науковий співробітник факультету біології, медицини та охорони здоров'я Манчестерського університету Шейн Герберт.

У рамках дослідження вчені спостерігали за утворенням кровоносних судин у ембріонів даніо-реріо. Процес формування судин відбувається з повільно рухомих клітин, які очолює одна клітина, що рухається швидше за інші. Коли ця провідна клітина проходила через мітоз, вона не набувала сферичної форми. Натомість відбувалося асиметричне ділення, що дозволило утворити дві різні клітини. Одна з цих клітин була повільно рухома, а друга — швидко рухома клітина, яка в підсумку, зайняла місце батьківської клітини.

Раніше вчені пов'язували такий асиметричний поділ з особливими клітинами, які називаються стовбуровими.

"Використання прозорих одноденних ембріонів даніо-реріо дає нам змогу вивчати динамічний процес, такий як поділ клітин всередині живого організму. Таким чином, ми можемо знімати фільми про цю фундаментальну поведінку клітин і тим самим розкривати захопливі нові аспекти того, як ростуть тканини", — каже співавторка дослідження і викладачка серцево-судинних наук у Манчестерському університеті Холлі Лавгроув.

Передбачити поділ клітини

Також команда з'ясувала, що форма батьківської клітини може передбачити, яким буде її подальший поділ — симетричним чи ні. Приміром, коротші та ширші клітини найімовірніше, стануть сферичними і розділяться на дві схожі клітини. Але довгі й тонкі клітини навряд чи округляться, що призведе до асиметричного поділу.

"Наше дослідження припускає, що форма клітини до її поділу може принципово визначати, чи округляється клітина, і, що важливо, симетричні або асиметричні її дочірні клітини як за розміром, так і за функціями", — підсумували автори дослідження.

Проведений аналіз показав, що асиметричні ділення відіграють важливу роль у створенні різних тканин і органів. Дослідження також має важливі наслідки для таких захворювань, як рак, за якого асиметричний поділ може призвести до різної поведінки клітин, потенційно пов'язаної з прогресуванням раку.

Помилки в біології, які були переглянуті

Варто зазначити, що це далеко не перший випадок, коли загальноприйняті ідеї біології були переглянуті. Ось кілька таких прикладів:

• Самозародження: переконання в тому, що живі організми можуть виникнути з неживої матерії (наприклад, личинки з м'яса, що розкладається), було широко поширене доти, доки експерименти Луї Пастера в 19 столітті не продемонстрували, що мікроорганізми походять від інших мікроорганізмів.
• Ламаркізм: Жан-Батист Ламарк припустив, що організми можуть передавати ознаки, набуті протягом життя, своєму потомству (наприклад, жирафи мають довгі шиї). Цю ідею було значною мірою замінено дарвінівською еволюцією та сучасним розумінням генетики, яке наголошує на природному доборі та генетичному успадкуванні.
• Гуморальна теорія: Стародавні медичні теорії припускали, що здоров'я регулюється балансом чотирьох тілесних рідин (крові, мокротиння, чорної жовчі та жовтої жовчі). Ця ідея була повністю дискредитована досягненнями медичної науки і кращим розумінням фізіології людини.
• Концепція "сміттєвої ДНК": від самого початку некодовані області ДНК вважалися "сміттєвими" без функції. Однак дослідження показали, що багато з цих областей відіграють важливу роль у регуляції генів та інших клітинних функціях.
• Концепція фіксованих видів: ідея про те, що види незмінні та фіксовані, була оскаржена теорією еволюції Дарвіна, яка продемонструвала, що види згодом еволюціонують за допомогою природного відбору.

Нагадаємо, запропоновано новий універсальний закон біології, який пояснює все. Молекулярний біолог вважає, що життя на Землі, ймовірно, потребує деякої нестабільності і це слід вважати біологічною універсальністю.