Вчені вирахували швидкість поширення смерті в клітці організму

Апоптоз починається з отримання клітиною сигналу до початку «запрограмованого самогубства» і поступово охоплює всю клітку, знищуючи її.

Клітини нашого організму вмирають постійно, але тепер ми знаємо, з якою швидкістю.

Вчені виявили, що смерть по клітці поширюється безперервними хвилями зі швидкістю 30 мкм на хвилину. Це означає, що, наприклад, нервовій клітці, тіло якої в діаметрі може досягати 100 мкм, щоб померти, потрібно 3 хвилини 20 секунд.

Звучить, звичайно, моторошно, але саме ці «хвилі смерті» зберігають нас живими і здоровими. Апоптоз - програмована клітинна смерть - необхідний для очищення організму від непотрібних або навіть небезпечних клітин. Небезпека може виходити, наприклад, від клітин, заражених вірусами.

Апоптоз необхідний і для нормального розвитку плоду - він допомагає розділити органи, що формуються. Існує і ще один шлях вмирання клітин, некроз - він відрізняється від апоптозу, являючи собою незаплановану відповідь на травмуючу подію.

Якщо апоптоз не йде, як годиться, наслідки можуть бути найсерйознішими. Наприклад, ракові клітини, уникнувши сумної долі, почнуть швидко розмножуватися і поширюватися по всьому організму.

"Іноді клітини помирають, коли нам би цього не хотілося - наприклад, при нейродегенеративних захворюваннях. А іноді вони не вмирають, знову-таки, всупереч нашому бажанню - скажімо, при раку, - пояснює провідний автор роботи доктор Джеймс Феррелл (James Ferrell), професор біології та біохімії Стенфордського університету (Stanford University). - І якщо ми хочемо втрутитися в ці процеси, ми повинні знати, як регулюється апоптоз ".

Іноді апоптоз називають «клітинним суїцидом», тому що, по суті, він являє собою процес саморуйнування. Починається «самогубство» із зовнішнього або внутрішнього сигналу, що вказує каспазам, особливим ферментам всередині клітини, що час приступати до роботи. Однак до появи нової роботи було незрозуміло, як апоптоз - вже після запуску - поширюється по клітці.

Щоб з'ясувати це, Феррелл і його колеги вирішили поспостерігати за апоптозом однієї з найбільших відомих клітин, яйцеклітини Xenopus laevis, африканської шпорцевої жаби (також відома під іншими назви - гладка шпорцева жаба, платана). Для експерименту рідина з яйцеклітин була перелита в тонкі трубки, а пептиди, що містяться в ній, позначені флюоресціюючою речовиною. Таким чином, якщо в трубці з'являлося світіння, значить, процес апоптозу йшов.

Виявилося, що світіння в таких умовах поширюється з постійною швидкістю. Якби апоптоз базувався на простій дифузії, ближче до фінальної стадії швидкість би падала - але цього не спостерігалося. Дослідники зробили висновок, що на молекулярному рівні апоптоз поширюється за допомогою «тригерних хвиль», «подібно до вогню в полі». Каспази, будучи активовані, викликають активацію інших каспаз, а ті - наступних, до тих пір, поки клітина не знищується повністю.

На наступному етапі експерименту вчені використовували вже ціле яйце шпорцевої жаби - це було необхідно, щоб поспостерігати за апоптозом в умовах, максимально наближених до природних. Виявилося, що і всередині яйця апоптоз поширюється з тією ж швидкістю, близько 30 мкм на хвилину.

На думку доктора Феррелла, «тригерні хвилі» присутні в живій природі всюди. Вони запускають процеси розмноження клітин, передачі нервових сигналів у мозку і навіть поширення вірусів від клітини до клітини. Тепер група вчених планує з'ясувати, де саме і як задіяні «тригерні хвилі», і зайнятися їх подальшим вивченням.