Клетки с дублированной ДНК: ученые исследовали это явление и обнаружили кое-что странное

Исследование было сосредоточено на биологической ошибке, которая называется дупликацией всего генома, когда клетка получает вдвое большее, чем обычно, количество ДНК, вместо того чтобы разделиться на две отдельные клетки.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Деление клеток является одной из важнейших функций человеческого организма. Перед тем, как клетка делится, она должна скопировать всю свою ДНК, чтобы каждая новая клетка получила полный набор генетических инструкций. Иногда этот процесс копирования происходит правильно, но клетка не разделяется на две независимые клетки. Когда это случается, одна клетка сохраняет вдвое больше, чем обычно, содержание ДНК, создавая состояние, называемое дупликацией всего генома, или WGD.

Ученые уже годами знают, что клетки с дублированной ДНК могут вести себя ненормально. Некоторые перестают функционировать правильно, некоторые погибают, а другие могут способствовать старению или таким заболеваниям, как рак. Исследователи из Университета Хоккайдо изучали, меняет ли конкретная причина неудачного деления то, что происходит с пораженными клетками впоследствии.

Команда исследовала две основные причины дупликации всего генома: сбой цитокинеза и митотическое скольжение. Во время сбоя цитокинеза клетка почти завершает деление, но не может завершить окончательное физическое разделение. Во время митотического скольжения клетка выходит из процесса деления слишком рано, до того, как хромосомы полностью разделены.

"Хотя дупликация всего генома происходит через многочисленные клеточные процессы, до сих пор было непонятно, влияют ли различия в пути на характеристики полученных клеток", — сказал Рьота Уехара, ответственный автор исследования.

Используя методы визуализации живых клеток и мечения хромосом, исследователи отслеживали, как измененные клетки вели себя со временем. Результаты показали значительные различия между этими двумя типами нарушений.

Клетки, образованные в результате сбоя цитокинеза, были гораздо более стабильными и выживали чаще. Зато клетки, образованные в результате митотического скольжения, часто демонстрировали неравномерное распределение хромосом и имели более низкие показатели выживаемости.

По словам исследователей, организация хромосом играла центральную роль в определении того, смогут ли клетки оставаться жизнеспособными. Клетки, образованные вследствие нарушения цитокинеза, сохраняли хромосомы в более сбалансированном расположении, что позволяло им оставаться более стабильными.

Команда также провела эксперименты с целью улучшения разделения хромосом во время митотического скольжения. Когда организация хромосом улучшалась, уровень выживаемости этих аномальных клеток значительно возрастал. Это свидетельствовало о том, что разделение хромосом напрямую влияет на то, продолжают ли жить клетки с дублированной ДНК.

Эти выводы могут стать важными для исследований рака, поскольку дупликация всего генома часто встречается в опухолевых клетках. Некоторые методы лечения рака также могут случайно спровоцировать этот процесс удвоения ДНК. Если эти аномальные клетки выживают, они могут продолжать размножаться и способствовать повторному росту опухоли после терапии.

"Существуют различные механизмы, через которые может происходить дупликация всего генома, но их отдельные последствия в значительной степени игнорировались", — пояснил Уехара. "Мы поставили под сомнение эту традиционную точку зрения, сравнив клетки, образованные с помощью различных механизмов, и обнаружили, что эти различия могут влиять на поведение клеток в долгосрочной перспективе".

Исследование дало ученым понимание того, почему некоторые аномальные клетки выживают, а другие — нет. Сосредоточившись на процессах разделения хромосом, будущие методы лечения могут уменьшить выживание опасных клеток с дублированной ДНК и помочь ограничить прогрессирование рака.

Другие новости науки

• В Австралии ученые обнаружили тысячи микроскопических окаменелостей, которые могут помочь объяснить, как на Земле впервые появилась сложная жизнь. Эти окаменелости датируются периодом от 1,4 до 1,75 миллиарда лет, что делает их одними из древнейших окаменелостей эукариот.
• Все больше интернет-пользователей интересуется мнением о том, что не все люди слышат голос в своей голове. Ученые дали этому объяснение.

При написании этого материала использованы материалы Science Daily, Wikipedia.