Понимание того, как и когда клетки делятся, важно для выяснения всего, от того, как растет рак, до того, почему некоторые млекопитающие могут стать такими большими. Новое исследование данных о клетках кишечной палочки, опубликованное 7 ноября в журнале Science Advances, проливает новый свет на давний вопрос о том, что вызывает деление клеток.
Предыдущие исследования показывают, что для деления клетка должна разделить хромосомы и сделать полную копию своей ДНК для новой клетки, а также должна сформировать перегородку или стенку, чтобы отделить новую клетку от старой. один. Но какой процесс является основным триггером клеточного деления? Одна из существующих моделей предполагает, что время деления клетки зависит в первую очередь от того, когда завершится репликация ДНК, в то время как другая предполагает, что ключевым катализатором является образование перегородки. Новый анализ, представленный учеными из IFOM Миланского университета в Италии, Института Санта-Фе, ETH Zurich в Швейцарии, Университета Сорбонны во Франции и других университетов, предполагает, что ответ заключается в том, что и то, и другое должно происходить одновременно.
«Не существует уникального процесса, который определяет, когда клетка делится», - говорит Якопо Грилли, физик-биолог из Института Санта-Фе, соавтор исследования.
"То, что мы наблюдали, следя за ячейками одну за другой, на самом деле является процессом, подобным цепочке поставок "точно вовремя", процессом, в котором время поступления различных материалов на производственную линию [автомобиля] равно согласованы с моментом, когда они необходимы, а самое продолжительное время прибытия определяет фактическую скорость, с которой движется линия», - объясняет соавтор Габриэле Микали из ETH Zurich. «Это представляет собой изменение в концептуальной основе, которое пересматривает этот важный этап клеточного цикла в новой перспективе."
Их новая модель, которая повторно анализирует существующие данные, может быть полезна для изучения того, как растет любой вид организма, а не только бактерии, добавляет Грилли. «Возможность понять, какие процессы определяют деление клеток у бактерий, также может быть важна для изучения других организмов, таких как эукариоты, клетки млекопитающих, рак и так далее».
Отдельное, но связанное исследование той же исследовательской группы, опубликованное в Cell Reports 16 октября, посвящено механизмам, которые контролируют репликацию ДНК и деление клеток. В этой статье, дополняющей результаты исследования Science Advance, было обнаружено, что предыдущее предположение о том, что репликация является «узким местом» для клеточного деления, является слишком ограниченным и не учитывает роль, которую одновременные циклы играют в определении момента деления клетки.
Оба документа демонстрируют преимущества проверки каждой возможной корреляции в сложном наборе данных, добавляет Грилли. «В биологии или в других областях мы всегда думаем, что нам нужно получить больше данных и более точные данные, чтобы ответить на вопрос - если мы соберем достаточно данных, вопросы ответят сами на себя. Но нам также нужны хорошие способы изучения существующих данных, - говорит он. - Что мне нравится в этих двух документах, так это то, что они доводят данные до предела, чтобы мы могли увидеть, где модели терпят неудачу, и понять то, чего мы раньше не понимали. в данных."
Следующая задача, по словам старшего и корреспондента Марко Косентино Лагомарсино из IFOM, состоит в том, чтобы понять механизм, который координирует два процесса. «Ответ на этот вопрос может дать ценные указания на патологические ситуации [такие как нестабильность генома и рак], при которых нарушается координация между циклом деления и циклом деления хромосомы».