Language
Country/Area
No result found
Прорыв 1960-х годов: как вирус Сендай изменил мир слияния клеток?
Слияние клеток — это важный клеточный процесс, при котором несколько клеток с одним ядром объединяются, образуя многоядерную клетку, называемую синцитием. Это явление возникает при дифференцировке миобластов, остеокластов и клеток трофобласта, а также в ходе эмбриогенеза и морфогенеза. Слияние клеток является важным этапом в созревании клеток, гарантируя, что клетки продолжают сохранять свои специфические функции во время роста.
Исторический обзор
В 1839 году Теодор Шванн в своей книге «Микроскопические исследования» расширил теорию о том, что жизнь состоит из клеток, предположив, что основу жизни составляют дискретные клетки. Наблюдение Шванна о том, что клеточные стенки и полости некоторых клеток сливаются вместе, дало первый намек на то, что клетки могут сливаться. Однако только в 1960-х годах клеточные биологи впервые намеренно слили клетки. Они объединили изолированные мышиные клетки и использовали вирус Сендай, чтобы вызвать слияние внешних мембран клеток.
Эти слитые гибридные клетки содержат хромосомы обоих партнеров слияния и называются синкарионами.
К концу 1960-х годов биологи успешно объединили клетки разных типов и видов в гибриды, называемые гетерокарионами, которые имеют два или более отдельных ядра. Работу возглавляли Генри Харрис из Оксфордского университета и Нильс Рингеттс из Каролинского института в Швеции. Они вызвали новый интерес к слиянию клеток. Эти гибридные клетки дают биологам более глубокое понимание того, как разные типы цитоплазмы влияют на функции разных типов ядер.
Типы слияния клеток
Слияние клеток можно разделить на две категории: гомотипическое и гетеротипическое. Гомотипическое слияние клеток происходит, когда клетки одного типа, такие как остеокласты или мышечные волокна, сливаются друг с другом. Когда ядра двух клеток сливаются, образуется синкариотическая клетка. Полученные гетерокариотические клетки могут воспроизводиться на протяжении многих поколений. Гетеротипическое слияние клеток происходит между различными типами клеток и приводит к образованию синкариотических клеток, например, к слиянию клеток костномозгового происхождения (BMDC) с клетками других органов.
Методы слияния клеток
Клеточные биологи и биофизики в настоящее время используют четыре основных метода слияния клеток. Эти методы включают электросварку, дуговую сварку ячеек поливинилового спирта, слияние, индуцированное вирусом Сендай, и недавно разработанный оптически управляемый термоплазменный синтез.
Электротермия представляет собой одну из самых инновационных технологий в современной биологии.
Процесс электрослияния заключается в контакте двух клеток посредством электрофореза, а затем применении импульсного напряжения, способствующего слиянию клеточных мембран. Поливиниловый спирт высокоэффективен, но его токсичность относительно высока. Вирус Сендай вызывает слияние на разных температурных стадиях, причем эффект слияния на каждой стадии также различен. Недавно разработанная технология термической плазмы позволяет осуществлять слияние клеток в различных буферных условиях, что открывает совершенно новые возможности для исследований.
Применение в терапии человека
Поскольку потребность в трансплантации органов и тканей растет, слияние клеток привлекает все больше внимания как потенциальное лечение. Биологи начинают изучать потенциальную роль слияния клеток в восстановлении тканей после повреждения. Хотя существует множество проблем, если эти трудности удастся преодолеть, терапевтический потенциал слияния клеток нельзя недооценивать.
Роль в растительных клетках
У растений частота слияния клеток значительно меньше, чем у эукариотических клеток, но растительные клетки также имеют свои уникальные способы слияния. Клеточные стенки растительных клеток истончаются, прежде чем они сливаются или образуют мостики между клетками, и подобные явления происходят даже во время слияния гамет.
Роль в прогрессировании рака
Слияние клеток также стало предметом внимания в исследованиях рака. В результате слияния множества различных типов клеток могут образовываться полиплоидные клетки. Такие клетки могут стать нестабильными из-за различных комбинаций генов, которые они несут, что приводит к возникновению заболеваний. Слияние клеток костного мозга и клеток злокачественной опухоли придает этим раковым клеткам более сильную способность к распространению.
Слияние клеток у микроорганизмов
У грибов, амеб и бактерий слияние клеток принимает свою собственную специализированную форму. Например, в половом цикле грибов слияние клеток (плазмогамия) — это процесс слияния цитоплазмы двух клеток.
Другое использование
Технологию слияния клеток можно использовать для изучения контроля деления клеток и экспрессии генов, изучения злокачественной трансформации, репликации вируса и даже для производства моноклональных антител.
В целом, развитие слияния вируса и клетки Сендай не только расширяет границы биологии, но и проливает новый свет на потенциал медицины и биотехнологии. Принесет ли слияние клеток революционные изменения в здоровье человека в будущем, будучи все более важной областью?
