Dodano: 14 sierpnia 2018r.

Naukowcy zmierzyli prędkość śmierci w komórkach

Naukowcy po raz pierwszy w historii zmierzyli prędkość śmierci komórkowej. Sygnały, które wyzwalają apoptozę – naturalny proces zaprogramowanej śmierci komórki – kaskadowo przechodzą przez komórki w postaci fali z prędkością 30 mikrometrów na minutę.

Apoptoza

 

W organizmach wielokomórkowych, komórki poświęcają się mając na celu dobro całego organizmu. Ten proces nazywany jest apoptozą. Poprzez zaprogramowaną śmierć komórkową organizm usuwa zużyte lub uszkodzone komórki. Ten naturalny proces można porównać do kontrolowanego samobójstwa komórki jednak szczegóły na temat tego, jak ten proces się odbywa, pozostają nieuchwytne.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda zmierzyli prędkość, z jaką postępuje proces apoptozy. To około 30 mikrometrów (0,03 milimetra) na minutę. Wewnątrz komórek śmierć zachowuje się jak fala. Jedna cząsteczka wywołująca śmierć aktywuje inną i tak dalej, aż do całkowitego obumarcia komórki. Ten rodzaj fali wywołany działaniem jednej lub kilku rzeczy znany jest jako fala wyzwalająca.

Rezultaty badań ukazały się na łamach „Science”.

 

Apoptoza jest jedną z najbardziej znanych postaci śmierci komórkowej. Jest to proces, w którym ciało pozbywa się starych, niepotrzebnych lub niezdrowych komórek - takich jak te z mutacjami, które mogą przekształcić się chociażby w nowotwór - bez szkody dla otaczającej tkanki. Ale nadal proces ten nie jest jasny dla badaczy. Nie zawsze bowiem zmutowane komórki są usuwane z organizmu, czego przykładem są choroby nowotworowe.

- Czasami nasze komórki umierają, gdy tego nie chcemy - na przykład w chorobach neurodegeneracyjnych. A czasami nasze komórki nie umierają, kiedy naprawdę tego chcemy - na przykład w przypadku raka – powiedział James Ferrell z Uniwersytetu Stanforda. - A jeśli chcemy interweniować, musimy zrozumieć, w jaki sposób reguluje się apoptozę – dodał.

Aby zobaczyć apoptozę w komórce, naukowcy wykorzystali jajko afrykańskiej żaby szponiastej. Usunęli z niego cytoplazmę - cały materiał z wyjątkiem jądra - i umieścili go w probówce. Następnie zainicjowali proces apoptozy, stosując zielone białko fluorescencyjne do śledzenia procesu.

Okazało się, że zielona poświata przemieszczała się ze stałą prędkością, wskazując, że apoptoza rozprzestrzenia się podobnie jak fale. Po rozpoczęciu śmierci komórki aktywują się specyficzne białka zabójcze w komórce, zwane kaspazami. Te białka następnie unoszą się do innych kaspaz i aktywują je. Te z kolei idą w ich ślady i tak trwa cały proces.

- Apoptoza rozprzestrzenia się w ten sposób i nigdy nie zwalnia. Nie ma żadnej mniejszej amplitudy, ponieważ na każdym kroku generuje swój własny impuls, przekształcając nieaktywne cząsteczki w aktywne, aż apoptoza rozprzestrzeni się w każdym zakamarku komórki – wyjaśnił Ferrell.

 

Źródło: Stanford Medicine, fot. Laboratory of Experimental Pathology, Division of Intramural Research, NIEHS (NIH). Na zdjęciu preparat mysiej wątroby z komórką wchodzącą w apoptozę.