Каждую секунду в нашем теле клетки делятся, копируя ДНК, чтобы передать генетический материал новым клеткам. Но иногда что-то идет не так: ДНК копируется успешно, а деление не завершается. В результате появляется одна клетка с двойным набором генов. Это явление называется дупликацией всего генома (WGD). Представьте, что вы сделали две копии документа, но обе положили в одну папку.
Ученые давно знают, что такие клетки часто становятся проблемными. Они могут погибнуть, превратиться в раковые или накапливать возрастные повреждения. Но почему одни клетки с лишней ДНК выживают, а другие нет? Ответ на этот вопрос нашли исследователи из Университета Хоккайдо.
Они сосредоточились на двух основных механизмах, приводящих к WGD: нарушении цитокинеза и митотическом проскальзывании. В первом случае клетка почти заканчивает деление, но не может разделиться на две. Во втором — процесс останавливается слишком рано, и хромосомы не успевают распределиться равномерно.
«Хотя WGD происходит через разные процессы, их влияние на судьбу клеток оставалось неясным», — поясняет ведущий автор исследования Рёта Уэхара.
Используя методы прижизненной визуализации, ученые отследили поведение клеток после сбоя. Результат оказался неожиданным. Клетки, возникшие из-за нарушения цитокинеза, были стабильны и имели высокие шансы на выживание. А вот клетки после митотического проскальзывания часто получали неравномерное распределение хромосом и погибали. Ключевой фактор — организация хромосом. Там, где они делились равномерно, клетка выживала; там, где возникал дисбаланс, — умирала.
Экспериментальное улучшение разделения хромосом при митотическом проскальзывании значительно повысило выживаемость клеток. Это открытие имеет прямое отношение к онкологии. WGD часто встречается в раковых клетках, а некоторые методы лечения могут случайно запускать этот процесс. Если выжившие клетки с двойной ДНК продолжат размножаться, это может привести к рецидиву опухоли.
Исследование показывает, что воздействие на механизмы разделения хромосом может стать новой стратегией в борьбе с раком.
«Разные пути WGD игнорировались, но теперь мы видим, что они по-разному влияют на судьбу клеток», — заключает Уэхара.
Понимание этих различий открывает путь к более точным методам профилактики и лечения онкологических заболеваний.
Результаты исследования опубликованы в PNAS.
Изображение: разработано Мagnific.
