Координация деления стволовых клеток в нише плодовой мушки
Исследователи из Пенсильванского университета изучают, как ниши стволовых клеток координируют производство разных типов клеток для обновления тканей. Моделью служит развитие сперматозоидов у плодовой мушки Drosophila.
Механизм координации в нише семенника
В нише на кончике семенника мушки находятся два типа стволовых клеток:
- Сперматогониальные стволовые клетки — производят одну клетку, которая станет сперматозоидом, и одну, которая останется стволовой.
- Соматические (неполовые) стволовые клетки — производят клетки-предшественники, которые становятся защитными клетками, окружающими созревающий сперматозоид.
Две такие соматические клетки окружают каждый созревающий сперматозоид и посылают ему сигналы для созревания. Без этой координации производство сперматозоидов невозможно.
Открытие с помощью визуализации
Используя микроскопию высокого разрешения, ученые наблюдали за делением клеток в реальном времени. Они обнаружили, что ключевая координация происходит на последнем этапе деления — цитокинезе.
Обычно цитокинез у сперматогониальной стволовой клетки длится около 2 часов. Однако в нише он может задерживаться до 15 часов. Исследование показало механизм этой задержки:
- Нормальное сократительное кольцо, разделяющее дочерние клетки, разрушается.
- На его месте формируется новое кольцо из белка актина, которое блокирует окончательное разделение клеток.
- Время завершения цитокинеза и разрушения актинового кольца контролируется окружающими соматическими клетками.
«Мы нашли способ, с помощью которого цитокинез временно приостанавливается, а затем возобновляется, и это явление координирует всех участников процесса созревания сперматозоидов в этой нише», — говорит профессор Стивен ДиНардо.
Значение исследования
Работа, опубликованная в журнале Developmental Cell, показывает, что регуляция цитокинеза — это механизм, с помощью которого ниша координирует производство дочерних клеток из разных типов стволовых клеток. Это открытие было сделано благодаря возможности наблюдать за живыми клетками в процессе деления в системе плодовой мушки.
В дальнейшем лаборатория ДиНардо планирует искать аналогичные механизмы exquisite control в нишах стволовых клеток других типов тканей.