Ученые открыли новый механизм, ответственный за преждевременное старение клеток

Исследователи из Университета Севильи и Андалузского центра молекулярной биологии и регенеративной медицины обнаружили новый механизм, который позволяет понять преждевременное старение в клетках с асимметричным делением. Понимание этого механизма полезно для изучения и прогнозирования развития заболеваний, связанных со старением, включая рак и нейродегенеративные процессы. Исследование было опубликовано в последнем выпуске Nature Cell Biology.

Во время асимметричного деления клетки приобретают другую морфологию и размер. «Возможно, наиболее характерным примером асимметричных делений является материнские клетки, которые благодаря этому процессу могут регенерировать после каждого деления одновременно с образованием более специализированных клеток, позволяющих создавать различные типы тканей. Правильное дублирование материнских клеток имеет основополагающее значение для поддержания архитектуры тканей. Таким образом, уменьшенное количество этих клеток может привести к дезорганизации ткани и преждевременному старению, в то время как избыточное количество может привести к гиперплазии тканей или развитию опухолей», –  объясняет исследователь Фернандо Касас.

Некоторыми существенными структурами во время деления клеток являются организующие микротрубочки центры, которые создают молекулярный механизм, обеспечивающий равное распределение хромосом при митозе. Первоначально клетки имеют только один такой центр, который, как и геном, дублируется во время деления клетки.

 «Обнаружено, что эти структуры могут наследоваться по заранее определенной схеме, а не случайным образом, во время асимметричного деления некоторых клеток. Это удивительное явление сохраняется в ходе эволюции и наблюдается как в микроорганизмах, так и в материнских клетках животных и людей. Однако его биологическая функция неизвестна», – говорит Касас.

Для этого проекта исследователи создали генетически модифицированный штамм этого организма, в котором им удалось преобразовать нормальную наследственность конститутивным способом, и, таким образом, впервые проверить физиологические последствия этого факта. Результаты исследований, опубликованные в журнале Nature Cell Biology, показывают, что асимметричная наследственность позволяет по-разному распределять молекулы поврежденных клеток и органелл между материнской клеткой и дочерней клеткой, что является основополагающим для борьбы с преждевременным старением клеток.

Высокая степень сохранности механизмов, облегчающих генерацию асимметрии во время деления клеток, позволяет предположить, что результаты будут иметь большое значение для объяснения возможных связей при развитии заболеваний, связанных со старением, включая рак или нейродегенеративные процессы. Это особенно интересно в случае некоторых наследственных расстройств, таких как аутосомно-рецессивная первичная микроцефалия. Это редкое заболевание, которое характеризуется проблемами во время нервного развития, которые приводят к аномально маленькой голове и мозгу.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190930114747.htm