Молекулярные механизмы клеток, восстанавливающихся на грани программируемой смерти
Новое исследование двух лабораторий Калифорнийского университета в Санта-Барбаре раскрывает молекулярный механизм процесса анастазиса (от греческого «воскрешение»). Работа, опубликованная в Journal of Cell Biology, показывает, что анастазис — активный процесс, состоящий из двух различных стадий.
Ход исследования
Учёные индуцировали апоптоз (форму программируемой клеточной смерти) в клетках, добавляя токсин в среду, и доводили их до грани гибели. Затем среду заменяли, позволяя клеткам восстанавливаться в течение 1, 2, 3, 4, 8 или 12 часов. На каждом этапе исследователи из лаборатории Дениз Монтелл совместно с Kosik Molecular and Cellular Neurobiology Lab проводили секвенирование РНК миллионов клеток, чтобы отследить изменения генетического профиля.
Ключевые открытия
- Профили РНК подтвердили активный характер анастазиса и выявили две его фазы.
- В первые четыре часа восстановления экспрессия генов резко меняется по сравнению с необработанными клетками. Клетки на 1-м часу восстановления больше похожи друг на друга, чем на клетки на 8-м и 12-м часу, которые, в свою очередь, сходны между собой.
- Даже на грани гибели клетки тайно накапливают про-выживательные РНК (например, snail), не переводя их в белок и не деградируя. Блокировка экспрессии snail лишала клетки способности выживать.
- РНК, индуцированные на ранней фазе, способствуют транскрипции других генов для восстановления и деления. На поздней фазе меняется продукция РНК, и клетки приобретают способность к миграции.
- На протяжении всего процесса экспрессируются индукторы ангиогенеза (образования новых кровеносных сосудов). Весь процесс напоминает заживление раны: пролиферация, миграция клеток и создание новых сосудов.
Значение и перспективы
Процесс может быть полезным (например, восстановление клеток сердца после инфаркта) или вредным, когда раковые клетки «отскакивают» после химио- или лучевой терапии, индуцирующей апоптоз.
Теперь учёные планируют изучить самые ранние фазы восстановления (до начала транскрипции новых генов) и долгосрочные эффекты анастазиса: