Любопытный пионер ищет вампиров среди советских школьников. Стильная мистическая драма с молодыми звездами. Митоз и мейоз за час. Набор хромосом и ДНК клетки. По словам команды, клетки используют мультимодальное восприятие, чтобы учесть внешние сигналы и информацию изнутри клетки, например, количество клеточных органелл. Деления клеток митоз и мейоз их сравнительная характеристика.
Ткани человека студариум
Также биотехнологии, включая генная инженерия, могут использоваться для создания растений, которые более устойчивы к засухе, болезням и вредителям. Это позволяет сократить количество химических удобрений и пестицидов, которые используются в сельском хозяйстве, и уменьшить негативное воздействие на природу. Использование биотехнологий в экологии и сельском хозяйстве: — Создание биоразлагаемых материалов — Создание растений с повышенной устойчивостью к засухе, болезням и вредителям — Уменьшение количества химических удобрений и пестицидов Экология же может помочь понимать взаимодействие живых организмов в природе, что помогает биологам и исследователям развивать биотехнологии. Например, понимание биологических свойств микроорганизмов помогает разрабатывать более эффективные методы биоразложения отходов. Таким образом, биотехнологии и экология взаимодействуют, чтобы создавать более экологически безопасные и устойчивые методы использования ресурсов и сохранения окружающей среды. Человек и биология: современные проблемы и перспективы Проблемы: Сегодня много людей сталкиваются с проблемами здоровья, связанными с напряженным ритмом жизни и глобальным изменением климата. Некоторые заболевания, такие как астма, бронхит и аллергии, стали гораздо распространеннее в связи с загрязнением окружающей среды. Помимо этого, многие люди страдают от проблем с нервной системой, из-за частого стресса. Еще одной проблемой является увеличение числа новых заболеваний, связанных с технологическим прогрессом и изменением образа жизни. Например, многие люди проводят большую часть дня за компьютером или гаджетами, что может приводить к проблемам со зрением и опорно-двигательной системой.
Перспективы: Биологи по всему миру работают над созданием новых методов лечения и профилактики заболеваний. Многие научные исследования направлены на выявление генетических причин заболеваний и разработку новых лекарственных средств, которые могут помочь людям более эффективно бороться с болезнями.
В итоге формировался искусственный цитоскелет — каркас клетки. Искусственные клетки, в отличие от живых, более предсказуемы и устойчивы к неблагоприятным условиям, например, высоким температурам. Кроме того, их можно модифицировать под конкретные задачи. Это открытие имеет значение для таких областей, как регенеративная медицина, доставка лекарств и диагностика.
Подпишитесь , чтобы быть в курсе. Клетки и ткани состоят из белков, которые объединяются для выполнения задач и создания структур. Белки необходимы для формирования каркаса клетки — цитоскелета.
У врачей есть множество способов отсрочить это состояние, однако полностью его избежать практически невозможно. Идея использовать их в качестве «курьеров» для доставки препаратов не нова, однако только недавно был создан новый способ упаковки лекарств, позволяющий эффективно реализовать такую терапию. Ученые из Университета ИТМО решили не пытаться присоединить к клеткам необходимые молекулы напрямую, а попробовали их перед этим упаковать. Причем таким образом, чтобы токсичное вещество не могло бесконтрольно попасть в кровоток или повлиять на биологические функции стволовых клеток. Научная работа с описанием методики опубликована в журнале Biomaterials Science.
Клетка в виде города. Город клетка по биологии. Строение эукариотической растительной клетки. Картинка строение животной клетки. Строение клетки человека рисунок. Органоиды клетки схема. Цитология строение клетки. Строение цитоплазмы животной клетки. Животная клетка биология.
Строение животной клетки 6 класс биология. Строение растительной клетки клетки. Подписать строение растительной клетки. Строение растительной клетки схема 5 класс. Основные структуры клетки растений. Растительная клетка строение структура клетки. Строение органелл растительной клетки. Строение животного и растительной клетки 5 класс. Сравнение клетки животного и клетки растения цитоплазма.
Строение живой и растительной клетки. Живая клетка под электронным микроскопом рисунок. Строение животной клетки микроскоп. Основные структуры животной клетки. Строение структуры хлоропласта. Двухмембранные органоиды хлоропласты. Строение органеллы хлоропласта. Двумембранные клетки хлоропласты. Строение грибной клетки ЕГЭ.
Строение клетки гриба ЕГЭ. Строение клетки грибов рисунок. Строение клетки человека. Клеточное строение организмов. Клетка организма строение. Растительная клетка 5 класс биология. Строение ядра растительной клетки 5 класс биология. Схема ростительноймклетки биология. Хлоропласт ЕГЭ биология.
Схема строения хлоропласта растительной клетки. Хлоропласты растительной клетки строение и функции. Строение хлоропласта и функции его органоидов. Структура клетки растения 5 класс биология. Биология строение растительной клетки. Строение растительной клетки 6 биология. Структура растительной клетки 5 класс биология. Структура животной клетки схема. Клетка биология схема клетки животного и растения.
Схема строения животной и растительной клетки рисунок. Животная клетка и растительная клетка рисунок с подписями. Строение клетки растений и животных биология 9 класс. Строение клетки анатомия. Животная клетка строение и функции рисунок. Человеческая клетка строение и функции. Клеточное строение организма из чего состоят. Схема строения бактериальной клетки. Строение бактериальной клетки.
Структура бактериальной клетки схема. Строение бактериальной клетки микробиология рисунок. Из чего состоит Живая клетка. Клетка из чего состоит биология. Строение клетки цитоплазма мембрана. Строение клетки ядро цитоплазма. Пластиды хлоропласты строение. Хлоропласты строение и функции. Функция хлоропластов в растительной клетке.
Функции хлоропластов в клетке. Составляющие растительной клетки. Структура растительной клетки. Растительная клетка с обозначениями. Растительная клетка рисунок биология. Сальмонелла строение бактерии. Сальмонелла строение. Бактериальная клетка сальмонелла. Строение бактерий сальмонеллёза.
Клетка организма. Живая клетка.
CD-ландшафт клеток
Оказалось, что гидрактиния «состаривает» клетки рядом с раной, чтобы индуцировать образование новых стволовых клеток и тем самым обеспечить регенерацию. Студариум биология тесты. Книжки для подготовки к ОГЭ по биологии. Французские ученые построили модель старения одноклеточных, согласно которой каждое их деление асимметрично — даже если внешне обе клетки-потомка одинаковы.
Вирусолог Лосев рассказал, как клетки иммунной системы борются с угрозами
Сложные коммуникации клеток иммунной системы и невозможность рассматривать ее изолированно привели к расширению объектов исследований экспертов HLDA. На сегодняшний день, помимо классического анализа лейкоцитов, в качестве объектов рассматриваются и другие типы клеток: гемопоэтические стволовые, кроветворные клетки-предшественницы, тромбоциты, дендритные и эндотелиальные клетки. Актуальный список маркеров включает 371 CD [8]. Строгое определение СD как поверхностных белков лейкоцитов утратило свою актуальность.
Не все CD — белки, не все поверхностные, не все встречаются на лейкоцитах. Научный прогресс вынуждает отказываться от категоричных определений фундаментальных свойств, чтобы избежать необходимости постоянных уточнений и абсурдных ситуаций, когда исключений больше, чем соответствий правилу. Рационально вводить четкие критерии, основанные на воспроизводимых параметрах.
Для признания нового CD требуется представить на суд инквизиторов HCDM свидетелей — моноклональные антитела из независимых лабораторий с идентичным характером реактивности, которые к тому же опознают одну и ту же молекулу. Протокол заседания строго контролируется. Основные лаборатории-участники тестируют реактивность антител с несколькими типами клеток, используя многоцветную проточную цитометрию.
В других лабораториях проводят проверку специфической реактивности с использованием методов иммунобиохимии иммунопреципитация, вестерн-блоттинг и иммуногистохимии. Моноклональные антитела должны специфически распознавать как антиген в трансфицированных клетках, так и его эндогенный аналог в первичных клеточных линиях [3]. Проточная цитометрия — метод исследования дисперсных сред в режиме поштучного анализа элементов дисперсной фазы по сигналам светорассеивания прямое светорассеивание — для определения относительного размера клеток или частиц; боковое светорассеивание — для оценки неоднородности внутриклеточного содержимого клетки, например, размеров ядра и гранулярности цитоплазмы и флуоресценции изучение клеточных маркеров с помощью меченных флюорохромными красителями антител к поверхностным и внутриклеточным компонентам клеток [9].
Иммунопреципитация — способ, с помощью которого можно выделить из смеси и осадить «precipitate» искомую молекулу за счет образования комплекса антиген-антитело. Иммуногистохимия — метод выявления специфических антигенов в тканях в результате распознавания соответствующим антителом с последующим анализом микропрепаратов на светооптическом уровне [10]. Трансфекция — метод генной инженерии, заключающийся в изменении фенотипа путем введения в клетку эукариотическую чужеродной нуклеиновой кислоты без использования вирусов.
Вирусная «доставка» нуклеиновой кислоты называется трансдукцией [11]. Вопрос, что было раньше, не решен для пары курица и яйцо, но определен для моноклонального антитела и идентифицируемой им молекулярной частицы. Изначально именно моноклональное антитело использовалось для характеристики своей мишени.
Например, CD2-моноклональные антитела представляют собой реагенты, которые реагируют с трансмембранным гликопротеином с молекулярной массой 50 кДа, экспрессируемым в покоящихся Т-клетках. В настоящее время клеточные структуры сначала идентифицируются с помощью методов молекулярной генетики или протеомики, а затем уже моделируются специфические антитела [12]. Строчная буква «w» «workshop» , предшествующая обозначению номера, используется для еще не утвержденных кандидатов.
Например, молекула все еще в листе ожидания, т.
Рассмотрите таблицу биология как наука. Рассмотрите таблицу «биологические науки.
Рассмотрите таблицу биология как наука и заполните пустую ячейку. Рассмотрите таблицу биология как наука и заполните. Икона биология ЕГЭ.
Стадариум ЕГЭ биология. Эволюция человека решу ЕГЭ биология. Строение клетки органоиды клетки.
Функции органоидов животной клетки. Органоиды клетки рисунки и функции. Структура и функции органоидов клетки.
Пищеварительная система человека ЕГЭ. Строение пищеварительной ЕГЭ. Пищеварительная система человека ЕГЭ теория.
Пищеварительная система человека ЕГЭ биология. Нервный центр схема. Строение нерва ЕГЭ.
Нервная система схема ЕГЭ. Схема по нервной системе по биологии. Цикл размножения покрытосеменных растений.
Цикл покрытосеменных схема. Жизненный цикл покрытосеменных растений схема. Жизненный цикл цветковых растений схема.
Большой справочник по биологии для подготовки к ЕГЭ Колесников. Колесников биология ЕГЭ справочник 2020. Колесников биология ЕГЭ.
Биология ЕГЭ справочник Колесников. Клеточное строение гидры пресноводной. Гидра Кишечнополостные.
Пресноводный полип гидра строение. Тип Кишечнополостные внутреннее строение. Ментальная карта нуклеиновые кислоты.
Нклинлве кислоты схема. Реализация наследственной информации задачи по биологии 10 класс. Симтиматиеа цпрсива рвстений.
Систематика растений примеры. Систематика растений отделы. Систематика царства растений таблица.
Совершенно уникальную группу составляют сифоновые водоросли: у них талломы не поделены на клетки, однако в цикле… … Биологическая энциклопедия КЛЕТКА — cellula, cytus , основная структурно функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система. Может существовать как отд. Содержание: Исторический очерк...............
Это открытие ставит под сомнение роль, традиционно приписываемую астроцитам, которые часто рассматриваются как простые опорные клетки.
Это открывает новые перспективы для понимания нейродегенеративных заболеваний и разработки инновационных методов лечения. Недавнее исследование, проведенное нейробиологами кафедры фундаментальной нейронауки факультета биологии и медицины Лозаннского университета UNIL и Женевского центра био- и нейроинженерии Wyss, пролило свет на новую субпопуляцию астроцитов — клеток центральной нервной системы, которые ранее считались простыми вспомогательными клетками. Известные как "глутаматергические астроциты", они обладают способностью выделять глутамат — нейромедиатор, необходимый для оптимальной коммуникации между нейронами. Это открытие может углубить наши представления о коммуникации между нейронами и открыть новые пути для изучения нейродегенеративных заболеваний.
Исследование опубликовано в журнале. Методика Для того чтобы сделать это открытие, исследователи использовали метод, называемый scRNA-seq. Этот метод представляет собой усовершенствованный способ изучения экспрессии генов на уровне отдельной клетки. В отличие от традиционных подходов, когда анализируются образцы тканей, содержащие множество клеток, scRNA-seq обеспечивает беспрецедентное разрешение, позволяя выявить детали, которые в противном случае оказались бы затерянными в общем объеме данных.
Объектом исследования стал гиппокамп — область мозга, связанная с памятью и обучением.
Строение клеток эукариот. Цитоплазма, ядро, одномембранные органеллы
Ученые Университета ИТМО буквально превратили стволовые клетки в почтальонов, несущих микроскопические капсулы с лекарством к опухолям. Любопытный пионер ищет вампиров среди советских школьников. Стильная мистическая драма с молодыми звездами. Он раскрыл суть работы клеточного иммунитета. Клетки организма непрерывно синтезируют различные виды белков, за их работой следят другие клетки. это увеличивает отношение ПОВЕРХНОСТИ клетки к её ОБЪЕМУ, то есть в конечном итоге потеря ядра увеличивает РАБОЧУЮ.
Студариум митоз - фото сборник
2. Второй этап — неполное окисление (бескислородный) — заключается в дальнейшем расщеплении органических веществ, осуществляется в цитоплазме клетки без участия. Наиболее распространенными PAMPs являются липополисахариды, которые находятся в составе клеточной стенки грамотрицательных бактерий, липотейхоевые кислоты. Наиболее распространенными PAMPs являются липополисахариды, которые находятся в составе клеточной стенки грамотрицательных бактерий, липотейхоевые кислоты. Клетки и ткани состоят из белков, которые объединяются для выполнения задач и создания структур.
Ткани человека студариум
Ученые из Стэнфордского центра линейных ускорителей (США) нашли способ делать снимки высокого разрешения, которые в мельчайших деталях показывают внутренности клеток. Строение клетки. Клеточная теория. Создание и развитие клеточной теории стало возможным после изобретения микроскопа в 1590 году голландским мастером по изготовлению очков. Открытый банк заданий и тестов ЕГЭ-2024 по Биологии с ответами и решениями на сайте умной подготовки к ЕГЭ онлайн NeoFamily. Большая база заданий ЕГЭ по Биологии, объяснения. Стволовые клетки млекопитающих: немного истории.
Предложена универсальная модель старения одноклеточных организмов
Есть возможность модифицировать их потом для выполнения новой, отмечают ученые. Такие «строительные блоки» можно персонализировать, добавляя различные конструкции пептидов или ДНК. Эксперты говорят, что открытие приблизит ученых к созданию тканей и органов, чувствительных к изменениям окружающей среды и подстраивающих под это свое поведение.
Анатомия студариум. Студариум химия. Общая биология ЕГЭ студариум.
Studarium PNG. Студариум ЕГЭ по химии. Студариум биология ЕГЭ 2023. Студариум тесты биология. Студариум биология 11 класс. Студариум тесты по биологии.
Studarium ru биология. Строение инфузории туфельки. Инфузория туфелька рисунок. Инфузория эукариот. Кораллы студариум. Студариум 20137.
Studarium Gyu. K2cr2o7 hbr. K2cr2o7 hbr ОВР. Hbr k2cr2o7 электронный баланс. K2cr2o7 восстановитель. Разрез башни с винтовой лестницей.
Лестничная башня винтовая. Лестничная башня гамма Рамакс.
Причем таким образом, чтобы токсичное вещество не могло бесконтрольно попасть в кровоток или повлиять на биологические функции стволовых клеток. Научная работа с описанием методики опубликована в журнале Biomaterials Science. Как объясняет один из авторов статьи, магистрант физико-технического факультета Университета ИТМО Олексий Пельтек: «в качестве аналогии можно сказать, что мы сделали почтальона и конверт». Препарат винкристин поместили в полиэлектролитные капсулы размером менее микрометра, разрушающиеся под действием инфракрасного излучения.
Они выполнены из полимеров, которые специальным образом осаждаются на матрицу из оксида кремния.
Дочерняя центриоль в отличие от материнской не имеет перицентриолярных сателлитов и центросферы. Центриоли выполняют в клетке функции организации сети цитоплазматических микротрубочек как в покоящихся, так и делящихся клетках , а также образуют микротрубочки для ресничек специализированных клеток. Микротрубочки присутствуют во всех животных клетках за исключением эритроцитов.
Они образованы полимеризованными молекулами белка тубулина, который представляет собой гетеродимер, состоящий из двух субъединиц — альфа- и бета-тубулина. При полимеризации альфа-субъединица одного белка соединяется с бета-субъединицей следующего. Так формируются отдельные протофиламенты, которые, объединяясь по 13, формируют полую микротрубочку, внешний диаметр которой составляет около 25 нм, а внутренний — 15 нм. Каждая микротрубочка имеет растущий плюс-конец и медленно-растущий минус-конец.
Микротрубочки — один из наиболее динамичных элементов цитоскелета. Во время наращивания длины микротрубочки присоединение тубулинов происходит на растущем плюс-конце. Разборка микротрубочек наиболее часто происходит с обоих концов. Белок тубулин, формирующий микротрубочки, не является сократительным белком, и микротрубочки не наделены способностью к сокращению и передвижению.
Однако микротрубочки цитоскелета принимают активное участие в транспорте клеточных органелл, секреторных пузырьков и вакуолей.
Биология Растительная клетка 2 день 1 часть
На этот вопрос сегодня нет окончательного ответа, но есть несколько фонарей, под которыми эти проявления можно искать. Первый — это разбавление поломок. Если материнская ДНК несет на себе химические повреждения, то каждая дочерняя клетка наследует только одну из старых цепей — следовательно, повреждений на ее ДНК становится в два раза меньше здесь не учитываются ошибки, которые могут появиться при репликации , а вред для клетки «разбавляется». Второй — это потеря эпигенетических меток. Материнская ДНК может нести на себе маркеры метильные группы, например , которые заставляют ее скручиваться в тех или иных местах и запрещают работу определенных генов. Накопление таких меток считается одним из признаков старения клеток, а полуконсервативный механизм может способствовать их разбавлению. Коль скоро симметричного деления клеток не существует, то асимметрична и каждая клетка, неся в себе «старую» и «новую» цепи ДНК. Следовательно, каждая клетка дает начало одной «старой» дочери, которая наследует «старую» цепь, и одной «омолодившейся», которой достаются новая и еще более новая цепи. Опираясь на эту модель, Баптест и коллеги распространили теорию «одноразовой сомы» на одноклеточные организмы. Они предлагают считать сомой менее «удачливую» из дочерних клеток, а половой линией — ту, которой посчастливилось «омолодиться».
Они отмечают, что этот механизм асимметрии, как наиболее универсальный, должен быть и самым древним. Остальные же принципы неравноценного деления, которых известно множество и при которых в материнской клетке остаются белковые агрегаты, поврежденные митохондрии, бракованные молекулы ДНК и прочий «мусор», Баптест и коллеги считают вторичными. Из этих рассуждений следует, что микроорганизмы можно рассматривать как двухклеточные существа, которые при делении образуют одну клетку-сому и одну «половую» клетку. И только в этой паре имеет смысл говорить о старении оно достается клетке-соме или омоложении которое выпадает на долю «половой» клетки. С этой же позиции можно было бы рассуждать и о том, почему некоторые одноклеточные выбрали для себя явную асимметрию деления как почкующиеся дрожжи , а другие — скрытую как кишечная палочка. Впрочем, таких рассуждений уже было немало: например, есть мнение, что чем выше уровень стресса, которому подвергается популяция, тем резче асимметрия, потому что чем сильнее стареет клетка-сома например, чем больше мусора в ней остается , тем моложе оказывается «половая» клетка и тем больше от этого выигрывает популяция в целом. Таким образом, если асимметрия универсальна, то у любых одноклеточных существ можно найти признаки асимметрии и старения — как репликативного, так и физиологического. Баптест и коллеги предсказывают, что, если их теория верна, то рано или поздно это получится сделать с любым видом. Репликативную асимметрию измерить легче — достаточно сортировать клетки после каждого деления и подсчитывать, сколько раз они способны произвести потомство.
С физиологической асимметрией будет сложнее, однако исследователи полагают, что этого можно достичь, если заблокировать в клетках деление с этим успешно справляются некоторые яды. Несправедливость во спасение Идея о принципиальной асимметрии копирования ДНК тоже возникла не на пустом месте. Об этом заговорили еще в 1975 году, но совсем в другом контексте — как о стратегим защиты от рака J. Cairns, 1975. Mutation selection and the natural history of cancer. Как и у кишечной палочки, так и у человека каждое копирование ДНК в клетках порождает мутации — ошибки копирования. Поэтому каждая новая мутация в дочерней клетке оказывается в «гетерозиготном» состоянии — она есть только на новой цепи, но не на материнской. Иногда мутацию находит система репарации, но не всегда чинит ее в сторону исходного варианта. Если система репарации ее упускает, то «гетерозиготу» наследует дочерняя клетка, а в третьем поколении, у одной из клеток-внучек, ДНК становится полностью «гомозиготной», и мутация закрепляется в обеих цепях.
Так или иначе, если эта мутация онкогенная, то резко возрастает риск опухолевой трансформации. Гипотеза бессмертной цепи предполагает, что организм животного решает эту проблему, не давая мутантным клеткам размножаться см. Rando, 2007. В организме человека делятся в основном стволовые клетки — представители половой линии в тканях сомы — причем делятся асимметрично: одна дочь остается стволовой и способной к делению, другая уходит в дифференцировку, постепенно превращается в рабочую клетку ткани и теряет способность делиться. Можно представить себе ситуацию, в которой дочь-стволовая клетка наследует преимущественно материнские цепи ДНК без мутаций, а дочь-дифференцированная клетка наследует новые цепи. Да, она может превратиться в раковую клетку, но поскольку ее потенциал к размножению ниже, чем у стволовой, то меньше и риски для ткани в целом рис. Модель сегрегации нитей ДНК в стволовых клетках человека. Клетки, которые остаются стволовыми, наследуют старые цепи, а клеткам, которые уходят в дифференцировку, достаются преимущественно новые. Если эта модель верна, то разделение хромосом в митозе будет неслучайным.
Изображение из статьи T. The Immortal Strand Hypothesis: Segregation and Reconstruction Гипотезу бессмертной цепи, казалось бы, несложно проверить. Для этого есть два способа. Первый похож на тот, с помощью которого Мезельсон и Сталь подтвердили полуконсервативный принцип репликации: можно добавить в среду меченые нуклеотиды например, тимидин с тяжелым атомом водорода и наблюдать за тем, как они включаются в ДНК новых клеток. Если гипотеза верна, то дочерние клетки будут светиться приблизительно одинаково, а вот в третьем поколении возникнет неравенство. Второй способ более сложный — секвенировать ДНК клеток в ткани, подсчитать количество возникающих мутаций и сравнить его с теоретическими предсказаниями ведь если все мутации остаются в геноме одной из дочерей, то скорость их накопления в разных клонах будет сильно различаться. Тем не менее, до сих пор ни окончательно подтвердить, ни полностью опровергнуть гипотезу бессмертной цепи не удалось. В одних работах предсказания не сбываются C. Tomasetti, I.
Bozic, 2015. The not so immortal strand hypothesis , в других — сбываются, но на отдельных клеточных культурах, условия жизни которых не воспроизводят реальную ситуацию в ткани. Итак, что на самом деле сделал Баптест и его коллеги? Опираясь на известные случаи асимметричного деления и полуподтвержденную теорию бессмертной цепи, они предположили, что симметричное деление в природе невозможно. А уже исходя из этого утверждения, они распространили теорию «одноразовой сомы» на все живые организмы. Баптест полагает, что асимметричное деление — базовый признак, свойственный всем прокариотам и эукариотам. Если предположить, что этот механизм деления — вторично приобретенный, то из этого следует, что ранее существовало истинно симметричное деление и другие механизмы омоложения. Но с учетом того, что все ныне живущие организмы придерживаются полуконсервативного принципа репликации, и мы не знаем наверняка, было ли когда-то по-другому, этот вариант кажется маловероятным. К этой конструкции, конечно, возникает множество вопросов.
Например, насколько логично пытаться применить механизм борьбы с раком у многоклеточных животных к физиологии прокариот? Известно, что у животных существует множество линий противоопухолевой защиты, причем даже у разных классов позвоночных они устроены по-разному.
Группа исследователей предполагает, что клетки обладают ранее неизвестной системой обработки информации, которая позволяет им принимать быстрые решения независимо от их генов. На протяжении десятилетий ученые рассматривали ДНК как единственный источник клеточной информации. Эта схема ДНК инструктирует клетки о том, как создавать белки и выполнять важные функции. Однако новое исследование в Моффитте под руководством Дипеша Нираулы, доктора философии, и Роберта Гейтенби, доктора медицинских наук, обнаружило негеномную информационную систему, которая работает параллельно с ДНК, позволяя клеткам собирать информацию из окружающей среды и быстро реагировать на изменения.
Исследование было сосредоточено на роли ионных градиентов через клеточную мембрану. Эти градиенты, поддерживаемые специализированными насосами, требуют больших затрат энергии для генерации различных трансмембранных электрических потенциалов.
Обычно быстро делятся их потомки, уже вставшие на путь диффренцировки — «транзиторные амплифицирующиеся клетки». Их покоящееся состояние обеспечивается геномным импринтингом [9] , но оно обратимо. Возможно, именно эти клетки превращаются во взрослом организме в тканеспецифичные СК. Исчерпание запаса «очень маленьких клеток» может быть связано со старением. В целом мы явно недооценивали свои «взрослые» СК. Их способность к дифференцировке оказалась ненамного меньше, чем у эмбриональных.
Впасть в детство — но хорошо бы, не навсегда Почему стволовые клетки — стволовые? И почему некоторые их потомки перестают быть СК и дифференцируются? Видимо, есть два основных механизма дифференцировки — асимметричное деление и разное микроокружение потомков рис. Например, нейробласты в ЦНС дрозофилы делятся асимметрично — одна клетка остается СК, а другая превращается в нейрон, и они различаются по размерам первый механизм. СК эпидермиса человека остаются таковыми, только если сохраняют контакт с межклеточным веществом базальной пластинки второй механизм. Рисунок 5. Основные механизмы дифференцировки СК. Значит, в потомках СК выключаются одни гены и включаются другие.
Сейчас для многих линий СК эти белки и гены удалось идентифицировать. И это чрезвычайно важно. Поверхностные белки-маркеры позволяют выявить СК. А на гены можно попробовать повлиять, чтобы вызвать дифференцировку в нужном направлении. А нельзя ли обратить ее вспять? Оказалось, что можно! Достаточно включить в зрелой клетке даже не стволовой, а обычной — например, в фибробласте всего несколько генов — и она вновь станет вести себя, как стволовая. А в 2008 г.
Включить для превращения клетки в ИПСК нужно всего 3—4 гена [12]. Их белковые продукты — факторы транскрипции. Они воздействуют на ДНК и меняют в клетке экспрессию сотен других генов. Например, активируется работа теломеразы — фермента, достраивающего концы хромосом и обеспечивающего способность клетки неограниченно долго делиться. А многие «взрослые» гены, активные в дифференцированных клетках, замолкают. Сначала эти 4 «гена-хозяина» ЭСК встраивали в геном с помощью ретровирусов. Но такая операция в некоторых случаях может превратить клетку в раковую. Затем удалось уменьшить их число, исключив наиболее опасный — протоонкоген c-Myc.
Наконец, оказалось, что можно обойтись вектором на основе аденовируса; он не встраивает гены в хромосомы клетки, а только доставляет их внутрь. Достаточно, что образуются нужные белки — и потомки этой клетки, геном которых не изменен, «запоминают» свое состояние и остаются плюрипотентными. Возможно, скоро научатся получать ИПСК вообще без генетических манипуляций — только с помощью воздействия комбинаций ростовых факторов и других веществ. В 2009 году было доказано, что ИПСК могут давать полноценный организм, в том числе и клетки зародышевого пути. Кстати, при этом впервые были получены по-настоящему клонированные животные. Ведь при стандартной процедуре клонирования методом пересадки ядер митохондриальная ДНК передается потомству от яйцеклетки-реципиента, так что клон — не точная генетическая копия донора. Но получить ИПСК — это полдела. Хотелось бы еще заставить их дифференцироваться в нужном направлении — в культуре, а в перспективе в организме больного.
И это тоже постепенно учатся делать. Недавно, например, из ЭСК удалось получить в культуре нейроны, вырабатывающие дофамин. Гибель таких нейронов в мозге вызывает болезнь Паркинсона. А что будет, если ввести ЭСК человека в организм бестимусной мыши с ослабленным иммунитетом? Как правило, они дают тератомы — опухоли, содержащие клетки всех трех зародышевых листков. Это стандартный тест на проверку плюрипотентности СК. Попав в непривычное окружение, ЭСК «не понимают», как им себя вести. В результате они обычно дают беспорядочно расположенные ткани, а иногда — целые органы, но там, где не надо...
Нередко хлопоты доставляют и наши собственные СК. Видимо, они более склонны к злокачественному перерождению, чем остальные. Генеративные СК могут развиваться в тератомы. СК мозга часто дают начало глиобластомам и другим опухолям ЦНС. Все эти факты говорят о том, что СК, как толпу буйных детей, нужно постоянно держать под контролем — организм должен ограничивать деление СК и направлять в нужное русло их дифференцировку. И огромную роль в этом играет микроокружение СК — их «ниши». Этот заимствованный в экологии термин в применении к СК означает клетки и межклеточное вещество определенной ткани, которые окружают СК, контролируют их деление и дифференцировку. Расшифровка сигналов, получаемых СК от компонентов «ниши», позволит нам управлять стволовыми клетками.
Как нейтрофилы спешат к месту воспаления, так и СК могут выходить из своих ниш мобилизация и спешить к месту повреждения, где надеются оказаться полезными хоуминг. К примеру, при инсульте в поврежденном участке мозга образуются сигнальные вещества, «зовущие на помощь» СК мозга, СК крови и МСК из костного мозга. Все эти клетки находят поврежденный участок, в котором идет воспаление, и пытаются его залечить: выделяют противовоспалительные вещества, стимулируют рост новых кровеносных сосудов, сливаются с выжившими нейронами и заменяют их ядра, дифференцируются в новые нейроны и клетки глии. Если нейральные СК или другие СК, коммитированные к развитию в нейроны ввести в желудочек мозга или даже просто в вену, они найдут пораженную инсультом область. У подопытных животных это уменьшает последствия инсульта. Вот уже десяток лет обсуждается вопрос о существовании особых СК злокачественных опухолей и особых ниш злокачественных СК. Многие факты говорят о том, что СК опухолей существуют. Возможно, именно они отвечают за образование метастазов.
И возможно, что они возникают из обычных СК, если ниша за ними «не уследила». Более того — ниша может превращать «обычные» злокачественные клетки в злокачественные СК, позволяя им отрываться от опухоли и проникать в кровеносные сосуды. Само образование метастазов можно рассматривать как аналог мобилизации и хоуминга обычных СК. Существуют и данные о том, что первичная опухоль готовит ниши для своих будущих метастазов. Она выделяет вещества, вызывающие мобилизацию кроветворных СК; те выходят из костного мозга и проникают в определенные ткани, меняя их свойства и подготавливая к заселению опухолевыми СК. Если эти данные подтвердятся, они укажут множество новых путей для терапии онкологических заболеваний рис. Рисунок 6. Гипотеза о наличии раковых стволовых клеток пока окончательно не доказана, но их существование весьма вероятно.
В таком случае для эффективной терапии необходимо выявить их особенности и направленно уничтожить. Одни служат у беспозвоночных для бесполого размножения, а другие — для создания разнообразия клеток. В это можно поверить, вспомнив клеточные линии гидры. Но в целом эта гипотеза вряд ли оправдана: всё, что мы знаем о происхождении и эволюции животных, убеждает в изначальной способности их клеток к взаимным превращениям [14]. Еще недавно нам казалось, что между разными тканями и тем более зародышевыми листками высших животных существуют четкие границы. Но сейчас от этих представлений приходится отказаться. Даже в теле взрослого человека эти границы постоянно нарушаются. СК одних тканей могут менять свою судьбу и входить в состав совсем других тканей и органов.
Так что в этом отношении мы не так сильно отличаемся от губок. Образно говоря, сто миллиардов воротничковых жгутиконосцев, из которых состоит наше тело, до сих пор не утратили способность превращаться в амеб и обратно. Использование СК: надежды и опасения Часто обсуждают возникающие при использовании ЭСК человека морально-этические проблемы рис. Следует ли считать эмбрион, лишенный нервной системы, человеком со всеми его правами?
Клетки организма непрерывно синтезируют различные виды белков, за их работой следят другие клетки. Если клетка, к примеру, заражена вирусом и производит неправильные вещества, она погибает, а вместе с ней и вирус. Второй вид приобретённого иммунитета — гуморальный.