Изхвърляне на клетъчен боклук Как клетките на животните се предпазват от опасни вещества -
В две настоящи проучвания учени, работещи с Ахмад Фазели и Ан Вехман от университета във Вюрцбург, публикуваха нови открития относно изхвърлянето на отпадъци в животинските клетки. Те биха могли да помогнат за разбирането на молекулярните механизми, стоящи зад автоимунните заболявания като лупус.
В хода на еволюцията животинските клетки са разработили стратегии за разграждане на нежелани чужди тела. По този начин те не само премахват нахлуващите патогени, но също така и мъртвите клетки и клетъчните фрагменти. Ако изхвърлянето на отпадъци в клетките е нарушено, това може да доведе до свръхреакции на имунната система и развитие на автоимунни заболявания като лупус.
Сега учени от Центъра за експериментална биомедицина Рудолф Вирхов към университета във Вюрцбург са изследвали много специфични клетъчни фрагменти: останките от централното тяло. Средното тяло е преходна структура, която възниква в края на всяко клетъчно делене и представлява последната връзка между дъщерните клетки. Тази структура е описана за пръв път от германския анатом Валтер Флеминг през 1891 г., поради което е известна и като тяло на Флеминг.
След клетъчното делене средното тяло или се предава в дъщерна клетка, или се освобождава в околната среда. Във всеки случай трябва скоро да се разгради, в противен случай средното тяло може да има допълнителни ефекти върху клетките. „Известно е“, обяснява д-р. Ахмад Фазели, първият автор на двете изследвания, "че остатъците от средното тяло влияят на полярността и съдбата на клетките". Раковите клетки например биха обогатили телата на Флеминг, което би могло да доведе до повишен растеж. "Отвореният въпрос беше как клетките обикновено контролират елиминирането или разграждането на средното тяло", продължи Фазели. Предишни проучвания досега предполагат два възможни сценария за съдбата на средното тяло: или то остава в една от дъщерните клетки и се усвоява от автофагия (разграждане на собствените компоненти на клетката), или първо се освобождава в околната среда от двете дъщерни клетки и по-късно от една клетка чрез фагоцитоза (Поглъщане и разграждане на чужди тела) и обработени.
С новите си проучвания учените успяха да съгласуват и двата възможни сценария в един модел, както съобщават в списанията Journal of Cell Science и Communicative & Integrative Biology. Екипът на Ан Уеман изследва бързо делящите се клетки на ембрионите на нематода Caenorhabditis elegans, чиито протеини и процеси в клетките са изненадващо подобни на човешката система. В своите проучвания те анализираха ролята на различни протеини, участващи в автофагия или фагоцитоза и изненадващо установиха, че и двете системи могат да работят заедно при разграждането на средното тяло.
Както установиха учените, средното тяло в ембрионалната тъкан на нематодата се освобождава от дъщерните клетки в околната среда и се поема от съседните клетки. Там протеините от автофагия затварят абсорбираното средно тяло и подпомагат неговото разграждане. Това означава, че протеините, които обикновено са отговорни за изхвърлянето на собствените компоненти на клетката, също участват в разграждането на чужди тела. С настоящите изследвания учените успяха да покажат, че средното тяло е окончателно разградено от LC3-свързана фагоцитоза (LAP). Досега LAP се смяташе за процес, който обикновено е отговорен за разграждането на нахлуващите бактерии или остатъците от мъртви клетки, клетъчното изхвърляне на боклука, така да се каже. Новото обаче е участието му в разбивката на централния орган.
"На пръв поглед изглежда изненадващо, че клетките са разработили толкова сложен механизъм за работа със средното тяло. Тъй като самата тази преходна структура има сигнални свойства, нейното регулиране е от голямо значение за клетката", обяснява д-р. Ан Уеман. Средното тяло се освобождава в края на клетъчното делене. Централното тяло, останало в дъщерна клетка, от друга страна, би могло да даде сигнал за подновено разделение, което води до промени в размера и формата на клетките или дори до тяхното фрагментиране. Тъй като централното тяло, което е взето, също може да повлияе на съдбата на клетката реципиент, неговото бързо разпадане е важно. Разглобен на своите компоненти, централното тяло е не само „безвредно“, но може да бъде рециклирано и от клетката.
Новият модел за съдбата и деградацията на средното тяло съчетава констатации от предишни проучвания върху нематоди, мухи и клетки на бозайници. Следователно изследователите около Ann Wehman подозират, че техните открития могат до голяма степен да бъдат пренесени върху хората и биха могли да помогнат за по-доброто разбиране на механизмите зад болести като рак или автоимунно заболяване лупус. В момента екипът изследва други функции на LAP в ембрионите на червеи и иска да разбере как клетките използват LAP за почистване на заобикалящата ги среда и по този начин предпазват ембриона от клетъчни отпадъци.