Введение
Полноценные организмы, живущие неколониальным способом, получают информацию о мире из органов чувств, которыми они располагают, будь то бактерии, протисты, животные или растения. Но как принимают решение клетки, составляющие многоклеточный организм и не могущие выжить без сожительства с остальными типами клеток: более автономно, чем зависимо, или наоборот?
Как показали исследователи из Цюрихского университета в работе, опубликованной в журнале Science, клетки основывают свои решения не только на внешних сигналах, таких как факторы роста, но и на информации, которую они получают изнутри самих себя.
Все организмы обладают полимодальным восприятием - это значит, что объект чувствителен более, чем к 1 типу стимулов. Так, простейшие из бактерий или архей имеют осязание и обоняние, а у высокоразвитых хордовых животных число типов стимулов может доходить до 7.
Так или иначе, клетки, входящие в состав многоклеточных, также воспринимают различные стимулы, и если определенная нервная клетка в коже выполняет работу терморецептора, т.е. ощущает температуру, то это не значит, что она неспособна воспринимать иные раздражители. Основным "чувством" таких клеток выступает обоняние - улавливание растворенных в среде молекул и их распознавание, ведь, если брать как пример человека, все клетки узнают большинство сигналов из крови, от которой таковые диффундируют по межклеточному пространству прямо к ним. В определенных случаях внутренняя регуляция оказывается важнее внешней. Но клетка, получив определенный сигнал в определенной концентрации, должна принять решение, что делать дальше: это производится на сложнейшем молекулярном компьютере, в чьем составе тысячи разновидностей РНК и белков формируют логические цепочки.
Исследование
Чтобы понаблюдать за тем, как это происходит, исследователи должны были одновременно измерить активность нескольких сигнальных узлов - внешних сенсоров клетки - а также нескольких сигналов изнутри клетки, таких как локальная среда и количество клеточных органелл. Подобный анализ надо было провести двукратно: для отдельных клеток и для скоплений, где их можно насчитать миллионы. Для всего этого был использован на практике метод "4i" - особая техника, позволяющая визуализировать сразу по 80 белков посредством их флоуресценции.
Результаты
Ученые обнаружили, что вариабельность активности внешних рецепторов исследуемых клеток напрямую зависела от вариабельности внутренних сигналов. К примеру, разное количество митохондрий, порабощенных бактерий, которые когда-то жили на свободе (а может быть, были паразитами, это еще не выяснено), а теперь они для клетки не более, чем станция по добыче энергии, заставляет всю клетку реагировать на один и тот же стимул совершенно по-разному.
Когда они изучали влияние стимула клеточного деления, они нашли весьма интересную особенность, существование которой подтверждает верность вышеописанного примера: выбор клетки между немедленным делением и продолжением состояния покоя опосредуется не только одним, но огромным множеством прочих факторов и стимулов и предсказуемо изменяется под действием сигнала изнутри клетки.
Что это значит?
Полученный результат указывает на то, что клетка не будет идти по жизненному пути вслепую, бездумно повинуясь поступающему стимулу, а напротив, будет "обдумывать" свое решение, при этом анализируя и другие стимулы, включая свой внутренний состав.
Научная статья в Science
#клетка #медицинаиздоровье #наукаиобразование #цитология #разумнаяжизнь