Підручники з біології можуть втратити свою актуальність: науковці спростували ключове правило (відео)

У школі на уроках біології всі вперше почули про поділ клітин -- найважливіший процес для всіх форм життя, який також називається мітоз. Нове дослідження говорить, що підручники доведеться переписати, оскільки загальноприйнята теорія не підтвердилася в реальності.

Протягом більше ста років дослідники вважали, що під час мітозу материнська клітина набуває сферичної форми перед поділом на дві дочірні клітини, які мають однакові розміри та форму. Однак нові результати дослідження можуть змінити наше розуміння цього процесу і спонукати до оновлення біологічних підручників.

Дослідники виявили, що мітоз не завжди супроводжується округленням клітин, коли материнська клітина набуває сферичної форми. Це може призвести до того, що нові клітини не завжди мають симетричну будову і, відповідно, можуть виконувати різні функції.

Нове дослідження, опубліковане в журналі Science, може суттєво вплинути на наше розуміння процесу ділення клітин у контексті таких хвороб, як рак.

"Усіх нас вчили тому, що коли клітина ділиться, вона утворює однорідну сферичну форму. Але наше дослідження показує, що в реальних живих організмах все не так просто", -- каже співавтор дослідження і науковий співробітник факультету біології, медицини та охорони здоров'я Манчестерського університету Шейн Герберт.

У рамках дослідження вчені спостерігали за утворенням кровоносних судин у ембріонів даніо-реріо. Процес формування судин відбувається з повільно рухомих клітин, які очолює одна клітина, що рухається швидше за інші. Коли ця провідна клітина проходила через мітоз, вона не набувала сферичної форми. Натомість відбувалося асиметричне ділення, що дозволило утворити дві різні клітини. Одна з цих клітин була повільно рухома, а друга -- швидко рухома клітина, яка в підсумку, зайняла місце батьківської клітини.

Раніше дослідники асоціювали цей асиметричний розподіл з унікальними клітинами, відомими як стовбурові.

"Використання прозорих одноденних ембріонів риби даніо-реріо дозволяє нам вивчати динаміку процесу, наприклад, поділ клітин у живому організмі. Це відкриває можливість знімати відео про цю базову клітинну активність, що, в свою чергу, допомагає виявити нові захоплюючі аспекти розвитку тканин", – зазначає співавторка дослідження та викладачка серцево-судинних наук в Манчестерському університеті, Холлі Лавгроув.

Команда також виявила, що форма батьківської клітини може впливати на тип її подальшого поділу — чи буде він симетричним, чи асиметричним. Наприклад, короткі та широкі клітини, як правило, набувають сферичної форми і розділяються на дві ідентичні клітини. Натомість довгі та тонкі клітини, швидше за все, не округляться, що призводить до асиметричного поділу.

"Наше дослідження припускає, що форма клітини до її поділу може принципово визначати, чи округляється клітина, і, що важливо, симетричні або асиметричні її дочірні клітини як за розміром, так і за функціями", -- підсумували автори дослідження.

Аналіз, що було проведено, виявив, що асиметричні поділи мають суттєве значення для формування різноманітних тканин і органів. Це дослідження також має серйозні наслідки для розуміння таких хвороб, як рак, оскільки асиметричний поділ може спричиняти різні клітинні реакції, що, в свою чергу, може бути пов'язано з розвитком ракових процесів.

Слід підкреслити, що це далеко не перша ситуація, коли загальновизнані концепції в біології зазнали переосмислення. Ось декілька подібних прикладів:

Нагадуємо, що було представлено новий загальний закон біології, який охоплює всі аспекти. Молекулярний біолог висловлює думку, що для існування життя на Землі, ймовірно, необхідна певна форма нестабільності, що можна трактувати як біологічну універсальність.