Деление клетки управляется электричеством

Мгновенное заживление ран и быстрое развитие эмбрионов – эти картины из фантастических фильмов смогут стать действительностью.

Бессчётные изучения, каковые на данный момент ведут учёные, уже продемонстрировали, что важную роль при регенерации тканей и эмбриональном развитии играются биоэлектрические сигналы, генерирующиеся с участием клеточной мембраны. К примеру, на модели заживления раны роговицы было продемонстрировано, что колебания мембранного потенциала, создающие в ткани электрические поля,регулируют миграцию клеток, их частоту и поляризацию делений, другими словами восстановление поврежденной ткани.

Потенциал клеточной мембраны формируется при участии имеющихся в нейионных каналов. Ионные токи, как показывают изучения, имеют огромное значение для деления (дифференцировки) клеток- миобластов, кардиомиоцитов, нейронов. При их слиянии и делении потенциал мембраны изменяется от -10 до -70 мВ, т.е. мембрана делается более отрицательно заряженной (гиперполяризуется).

Но что тут следствие, а что обстоятельство: то ли электросигналы – следствие клеточных трансформаций, то ли напротив, до сих пор было неясно.

Несколько исследователей из Университета Тафтса в Медфорде (Tufts University, Medford, Массачусетс, США) изучили влияние трансформации мембранного потенциала на свойство клетокММСК (мультипотентных такжеклеток) костного мозга человекак делению. Сперва они изучили, зависит ли изменение мембранного потенциала клеток от стадии их деления.

Дабы запустить деление клеток, авторы изучения влияли на них химически, посредством двух веществ (дексаметазона и индометацина), и после этого отслеживали изменение яркости окраски флуоресцентного красителя, реагирующего на величину мембранного потенциала (деполяризацию клетки). Стало известно, что флуоресценция по мере дифференцировки клетки значительно уменьшается, т.е. потенциал понижается и происходит гиперполяризация клеточной мембраны. Происходит это неспешно – в течение второй, третьей семь дней,и достигает максимума к четвертой семь дней дифференцировки клеток.

Потом исследователи удостоверились в надежности, как будет оказывать влияние на деление клеток неестественное уменьшение гиперполяризации мембраны клетки. Деполяризацию клеточной мембраны они позвали, повысив концентрацию ионов K в среде культивирования клеток. Итог для того чтобы действия оценивали по появлению маркеров – характерных генов, появляющихся при дифференцировке исследуемых клеток.Кроме этого клеточные колонии окрашивали специфичным для определенного вида клеток красителем.

Оказалось, что деполяризация клеточной мембраны подавляет деление клеток, причем обратимо. При возвращении в стандартные условия стволовые клетки костного мозга восстанавливали собственную свойство к делению через несколько недель. Мембранный потенциал наряду с этим возвращался к исходному уровню.

Тогда исследователи решили совершить обратныйэксперимент – расширить гиперполяризацию клеточной мембраны. Для этого клетки подвергли воздействиюсоответствующих веществ (пинацидила и диазоксида). Через семь дней оценка эффективности дифференцировки клеток продемонстрировала, что экспрессия генов-маркеров увеличивается в несколько раз!

Причем с увеличением концентрации веществ-поляризаторов возрастала и экспрессия маркерных генов.
Так группе из Университета Тафтса в Медфорде удалось доказать, что изменение мембранного потенциала в сторону гиперполяризации предшествует дифференцировке клеток, и что с его помощью возможно увеличивать эффективность дифференцировки ММСК под действием соответствующих веществ.
на данный момент исследователи занимаются изучением механизма влияния мембранного потенциала на дифференцировку клеток. Они уверены, что в будущем контроль потенциала мембраны будет обширно употребляться для стимулирования дифференцировки разных типов стволовых клеток в нужном направлении.

Создатель: www.nkj.ru

Источник: По данным издания тканевая инженерия и Клеточная трансплантология

Случайные записи:

• Внутриутробное развитие: от червей до зверей
• Новая надпись с «чёрного холма»

Атауллаханов Ф.И.: Биофизические механизмы деления клетки

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Новый способ получения стволовых клеток из жировой ткани

  Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета (США) создали достаточно действенную разработку преобразования клеток, в которой для…

• Стволовые клетки могут быть использованы для лечения детей, страдающих от врождённых пороков сердца

  Оптимисты уже давно видят хорошие возможности применения клеток самого сердца для нормализации работы данного органа при разных его повреждениях….

• Японские учёные, возможно, нашли выключатель старения клеток человека

  Учёные из Цукубского Университета поняли, что старение людских клеток возможно замедлить либо кроме того обратить. Они установили два гена,…

• Учёные будут выращивать человеческие сердца из стволовых клеток

  Тысячи людей в мире ожидают донорских сердец, каковые смогут спасти их жизни. Но только немногие из них приобретают таковой шанс, а учитывая, что…