Ферменти та гібридоми

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Вчені об’єднали лейкоцит із клітиною сполучної тканини миші. Навіщо це зроблено? Клітинні гібриди виявилися дуже зручною моделлю для лабораторних експериментів молекулярної генетики. Дослідники припускають, що штучно створені гібриди клітин допоможуть вирішити багато фундаментальних проблем у біології, визначити, наприклад, чому одні клітини за час свого життя в організмі діляться багаторазово і швидко розмножуються, а в інших низька активність і діляться вони рідко, або з’ясувати, як відбувається переродження нормальної клітини на ракову.

На початкових стадіях розвитку активно діляться всі клітини, але потім у дорослому організмі процес поділу як би зупиняється. У таких клітинах мовчить апарат реплікації – подвоєння ДНК. До речі, найяскравіший приклад клітин, що не діляться – це еритроцити та лейкоцити. Який механізм, що гальмує процес поділу в клітинах з високою спеціалізацією?

В експериментах з клітинними гібридами, коли об’єднували ядра клітин, що діляться, з «мовчазними», дослідники вивчали взаємний вплив двох різних — по здатності ділитися — ядер. Виявилося, що активні клітини як би пробуджують генетичний апарат у тих, що «мовчать» і ті «згадують свою молодість». І в клітинах, що раніше мовчали, починається синтез ДНК, за яким має наслідувати подвоєння хромосом і поділ.

А чи є зворотний вплив? Чи гальмують клітини, що «мовчать», поділ активних? Очевидно, виявивши механізм гальмування, можна визначити якусь речовину, яка регулює клітинну активність.

Дослідники проводили експерименти на клітинах-химерах, складених з ракових (безсмертних) клітин і макрофагів (високоспеціалізованих клітин, що не діляться, сполучної тканини). У такому гібриді макрофаги не гальмували поділ злоякісних клітин. Можна припустити, що це пов’язано з специфічними особливостями самих макрофагів.

У наступній серії дослідів у гібрид поєднували «безсмертні» клітини та лейкоцити мишей. Результат той самий: «безсмертні» клітини не піддаються гальмуванн.. Ці факти можуть мати таке пояснення. Висока спеціалізація взагалі пов’язана з тим, що клітина містить фермент «мовчання». В іншому випадку цей фермент, проникнувши в ядра «клітини, що мовчить», в ядро «безсмертної», загальмував би в ній процес поділу. Можливо також, що фермент «мовчання» виробляється лише на ранніх стадіях розвитку, а в зрілих спеціалізованих клітинах його немає. Але чому тоді вони перестають ділитися? Дослідження продовжуються.