Ранее неизвестный клеточный отсек, названный «эксклюзивным»

Недавно исследователи обнаружили ранее неизвестный компартмент в клетках млекопитающих. Они называют это эксклюзивом.

В клеточной плазме исследователи обнаружили этот новый отсек, который встречается редко и ранее не был описан. Это исключение, поскольку эукариотические клетки (клетки с ядрами) обычно хранят большую часть своей ДНК в ядре клетки, где она организована в хромосомы.

Эксклюзивное тело состоит из петель ДНК, известных как плазмиды. Некоторые плазмиды, оканчивающиеся на эксклюзивном сегменте, происходят извне клетки, тогда как другие, известные как теломерные петли, происходят из закрытых концов хромосом, теломер. В частности, в некоторых раковых клетках теломеры регулярно сжимаются и соединяются вместе, образуя кольца. Однако они не содержат диаграмм белков. Исследователи первыми показали, что ядро ​​клетки отбрасывает петли ДНК и откладывает их вместе с плазмидами, поступающими извне клетки, в клеточную плазму.

Это доказывает, что клетки могут различать, с одной стороны, собственную ДНК, которая все еще необходима, и, с другой стороны, чужеродную или якобы уже не нужную ДНК, которая затем выдавливается из ядра. «Это одна из основных гигиенических функций, которые клетки выполняют для защиты хромосом. Теоретически плазмиды, которые невозможно разделить, могут интегрироваться в хромосомы. Более вероятно, что нуклеоплазматические гены вирусов или бактерий транслируются в белки, что нарушает клеточная физиология».

Подробности своего открытия исследователи опубликовали в журнале. Молекулярная биология клетки.

Вызывает ли исключение аутоиммунные реакции?

Какие еще функции выполняют гусари, пока неясно. Крушевски, который координировал исследование, считает, что этот уникальный организм может играть роль в клеточной иммунной памяти. На протяжении многих лет биологи всего мира изучают особый белок, прикрепляющийся к ДНК, особенно тот, который содержится в плазме клеток. Было доказано, что этот белок также связывается с петлями ДНК. При этом он, вероятно, запускает каскад сигналов, которые стимулируют клетки вырабатывать и высвобождать воспалительные мессенджеры. Они сообщают организму, что может возникнуть проблема с патогеном, например вирусом, вызывая иммунный ответ.

Крушевский и ее команда считают, что рассматриваемый белок может прикрепляться к петлям ДНК в эксклюзивном сегменте, создавая иллюзию длительного заражения. «Тело продолжает получать сигнал о том, что проблема все еще существует», — говорит Крушевский. Это означает, что у иммунной системы нет другого выбора, кроме как реагировать на возбудителя воспаления, говорит она. «Поскольку провоспалительный сигнальный каскад не утихает, а скорее сохраняется, это может способствовать аутоиммунным реакциям, таким как системная красная волчанка».

Крушевский утверждает, что то, что является исключительным, восходит к ранней эволюции, когда появились эукариоты. Обычно считается, что первые эукариотические клетки возникли в результате слияния ранней формы бактерий с одноклеточным организмом, таким как бактерия. Их ДНК, происходящую от двух разных организмов, нужно было организовать в кольцо и защитить от деградации. По мере развития эволюции был разработан механизм, обеспечивающий спонтанное окружение молекул ДНК мембранной оболочкой, что и происходит с недавно открытой эксклюзивной оболочкой.

Хотя исключительная оболочка напоминает оболочку ядра клетки, она гораздо проще, поясняет Крушевский: «Эксклюзивная оболочка содержит пробелы, которые можно увидеть в ядерной оболочке только на ранних стадиях ее формирования». В случае ядерной оболочки эти промежутки со временем закрываются или заполняются специфическими белками пор. Напротив, исключительный конверт не развивается дальше. «Необычайное тело может быть первой попыткой создать клеточное ядро», — говорит Крушевский.

Причина, по которой плазмиды упакованы в неполную мембранную оболочку, остается неясной. «Похоже, что только хромосомная ДНК считается «достаточно хорошей», чтобы ее можно было упаковать в полную ядерную оболочку, а внехромосомная ДНК — нет», — говорит Крушевски. ДНК имеет кольцеобразную форму снаружи, и самодельные плазмиды с последовательностями на концах хромосом, по-видимому, не обладают необходимыми свойствами. «Мы пока не знаем, что это за недвижимость», — говорит Крушевский. То же самое можно сказать и о многих аспектах этой недавно открытой органеллы.

Крушевски и ее команда теперь планируют разгадать тайны исключения, исследуя клеточные изменения в плазмидной ДНК, а также «лицензирование» плазмид, помещенных в исключение.

источник: ETH Цюрих