Учебники по биологии придется выбросить: ученые опровергли основополагающее правило

Об этом сообщает Gizmodo.

На протяжении более 100 лет люди считали, что во время митоза родительская клетка становится сферической, прежде чем делиться на две дочерние клетки того же размера и формы. Но результаты нового исследования могут заставить переписать учебники по биологии.

Авторы исследования обнаружили, что митоз не всегда характеризуется округлением клеток, когда родительская клетка становится сферической. Это приводит к тому, что появившиеся клетки не всегда симметричны, и соответственно, не несут ту же функцию.

Новая работа, опубликованная в журнале Science, может иметь важные последствия для понимания деления клеток при таких заболеваниях как рак.

“Всех нас учили тому, что когда клетка делится, она образует однородную сферическую форму. Но наше исследования показывает, что в реальных живых организмах все не так просто”, - говорит соавтор исследования и научный сотрудник факультета биологии, медицины и здравоохранения Манчестерского университета Шейн Герберт.

В рамках исследования ученые наблюдали за образование кровеносных сосудов у эмбрионов данио-рерио. Процесс формирования сосудов происходит из медленно движущихся клеток, которые возглавляет одна клетка, движущаяся быстрее остальных. Когда эта ведущая клетка проходила через митоз, она не приобретала сферическую форму. Вместо этого происходило ассиметричное деление, что позволило образовать две разные клетки. Одна из этих клеток было медленно движущаяся, а вторая – быстро движущаяся клетка, которая в итоге, заняла место родительской клетки.

“Использование прозрачных однодневных эмбрионов данио-рерио позволяет нам изучать динамический процесс, такой как деление клеток внутри живого организма. Таким образом, мы можем снимать фильмы об этом фундаментальном поведении клеток и тем самым раскрывать захватывающие новые аспекты того, как растут ткани”, - говорит соавтор исследования и преподаватель сердечно-сосудистых наук в Манчестерском университете Холли Лавгроув.

Предсказать деление клетки

Также команда выяснила, что форма родительской клетки может предсказать, каким будет ее дальнейшее деление – симметричным или нет. К примеру, более короткие и широкие клетки вероятнее всего, станут сферичными и разделятся на две похожие клетки. Но длинные и тонкие клетки вряд ли округлятся, что приведет к ассиметричному делению.

“Наше исследование предполагает, что форма клетки до ее деления может принципиально определять, округляется ли клетка, и, что важно, симметричны или асимметричны ее дочерние клетки как по размеру, так и по функциям”, - подытожили авторы исследования.

Проведенный анализ показал, что асимметричные деления играют важную роль в создании различных тканей и органов. Исследование также имеет важные последствия для таких заболеваний, как рак, при котором асимметричное деление может привести к разному поведению клеток, потенциально связанному с прогрессированием рака.

Ошибки в биологии, которые были пересмотрены

Стоит отметить, что это далеко не первый случай, когда общепринятые идеи биологии были пересмотрены. Вот несколько таких примеров:

• Самозарождение: убеждение в том, что живые организмы могут возникнуть из неживой материи (например, личинки из разлагающегося мяса), было широко распространено до тех пор, пока эксперименты Луи Пастера в 19 веке не продемонстрировали, что микроорганизмы происходят от других микроорганизмов.
• Ламаркизм: Жан-Батист Ламарк предположил, что организмы могут передавать признаки, приобретенные в течение жизни, своему потомству (например, жирафы длинные шеи). Эта идея была в значительной степени заменена дарвиновской эволюцией и современным пониманием генетики, которое подчеркивает естественный отбор и генетическое наследование.
• Гуморальная теория: Древние медицинские теории предполагали, что здоровье регулируется балансом четырех телесных жидкостей (крови, мокроты, черной желчи и желтой желчи). Эта идея была полностью дискредитирована достижениями медицинской науки и лучшим пониманием физиологии человека.
• Концепция “мусорной ДНК”: изначально некодирующие области ДНК считались “мусорными” без функции. Однако исследования показали, что многие из этих областей играют важную роль в регуляции генов и других клеточных функциях.
• Концепция фиксированных видов: идея о том, что виды неизменны и фиксированы, была оспорена теорией эволюции Дарвина, которая продемонстрировала, что виды со временем эволюционируют посредством естественного отбора.