Переворот в биологии? Ученые пересматривают представление о правилах деления клеток

Ученые из Манчестерского университета опровергли столетнюю догму биологии: оказалось, что клетки вовсе не обязаны округляться перед делением. Исследование, опубликованное в журнале Science, демонстрирует, что форма клетки напрямую определяет, будут ли ее «дочерние» клетки идентичными или разными. Это открытие переворачивает классическое представление о митозе и объясняет, как из одной клетки получаются ткани с разными функциями.

Форма клетки как судьбоносная инструкция

Долгое время считалось, что перед митозом клетка неизменно принимает сферическую форму, чтобы разделиться на две симметричные копии. Однако британские исследователи показали, что это правило работает не для всех клеток. Наблюдения за живыми организмами выявили: многие клетки делятся, не округляясь. Это не случайность, а механизм, позволяющий создать асимметричное деление, где дочерние клетки различаются по размеру и предназначению.

Ключевой вывод работы: все решает исходная форма материнской клетки.

• Короткие и широкие клетки («крепыши») перед делением округляются и дают начало двум одинаковым потомкам.
• Вытянутые и тонкие клетки («стройные») часто пропускают стадию округления. Их деление асимметрично, и дочерние клетки получаются разными.

Эксперименты на живых эмбрионах и в лаборатории

Чтобы подтвердить гипотезу, ученые применили два подхода. Во-первых, они наблюдали за развитием кровеносных сосудов у прозрачных эмбрионов рыбок данио-рерио. Оказалось, что клетки на кончике растущего сосуда («клетки-разведчики») делятся асимметрично, не округляясь. Одна дочерняя клетка остается на передовой, а вторая становится клеткой «тыла». Это позволяет сосуду эффективно расти.

Во-вторых, исследователи использовали технологию микропаттернинга. С помощью УФ-лазера они создавали микроскопические «трафареты» разной формы (круглые и вытянутые) и высаживали на них человеческие клетки. Результат оказался однозначным: заданная форма напрямую влияла на тип деления.

Ранее считалось, что асимметричное деление — прерогатива исключительно стволовых клеток. Новое исследование доказывает, что этот механизм гораздо более распространен и является ключевым инструментом для создания сложных многоклеточных организмов, где клетки кожи, мышц и нервов имеют разную «профессию». Открытие ставит под сомнение упрощенные схемы из школьных учебников и открывает новые горизонты для понимания роста тканей, регенерации и, возможно, механизмов развития раковых опухолей.