: 16 авг 2012 , В поисках начала всех начал , том 45, №3

Мир глазами науки. Архитектура клеточного скелета

В этом выпуске мы продолжаем рубрику «Наука в картинках», публикации в которой призваны с помощью яркой и выразительной визуализации научного факта знакомить читателей с актуальными и сложными вопросами науки и просто любопытными природными феноменами

Маленькая плодовая мушка дрозофила (Drosophila melanogaster) получила широкую известность как удобный объект для решения ряда важнейших проблем современной биологии. В частности, оогенез (процесс развития яйцеклетки) дрозофилы стал излюбленной моделью для изучения цитоскелета эукариот, т. е. клеток высших организмов.

В норме в питающих клетках яйцевой камеры дрозофилы актиновые нити-филаменты протягиваются от стенок к ядрам, образуя сплетения, и удерживают последние вдали от кольцевых канальцев. Поскольку через эти канальцы происходит ток цитоплазмы из питающих клеток в растущий ооцит, очень важно, чтобы их просвет оставался свободным. Синим цветом окрашены ядра питающих клеток, зеленым – актиновые филаменты

Рост ооцита в яйцевой камере происходит при участии пятнадцати вспомогательных питающих клеток, с которыми он соединен цитоплазматическими мостиками (кольцевыми каналами). Через эти канальцы происходит ток цитоплазмы из питающих клеток в растущую яйцеклетку, поэтому очень важно, чтобы просвет канальцев всегда оставался свободным.

Лазерная сканирующая конфокальная микроскопия заняла прочную позицию в медико-биологических исследованиях благодаря улучшенному контрасту и разрешению по сравнению с классической флуоресцентной микроскопией. Конфокальный микроскоп позволяет получать серии оптических срезов интересующего объекта, проводить его объемную реконструкцию и создавать трехмерное изображение

Транспорт веществ в ооцит происходит на всем протяжении развития яйцевой камеры: сначала медленно и селективно, затем быстро. При этом питающие клетки значительно перестраивают свой цитоскелет, формируя цитоплазматические актиновые филаменты. Протягиваясь от клеточных стенок в центр клетки, они образуют вокруг клеточных ядер удивительные сплетения, удерживая последние вдали от кольцевых канальцев во время стадии быстрого транспорта.

На фотографии показана часть яйцевой камеры мутантной мушки дрозофилы. Мутация приводит к нарушению формирования цитоплазматических актиновых нитей-филаментов, которые в норме предотвращают попадание ядер в кольцевые каналы. Незакрепленные ядра «проползают» в каналы, что приводит к нарушению тока питательных веществ в ооцит. Синим цветом окрашены ядра питающих клеток, зеленым – актиновые филаменты

В лаборатории механизмов клеточной дифференцировки Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск) было получено несколько мутаций дрозофилы, которые приводят к нарушению формирования цитоплазматических актиновых филаментов. У таких мух в питающих клетках актиновые филаменты частично или полностью отсутствуют, в результате чего клеточные ядра попадают в кольцевые каналы и тем самым блокируют транспорт в ооцит. Развитие яйцевой камеры нарушается, и яйцеклетка гибнет.

Подобные исследования позволяют лучше понять механизмы регуляции формирования цитоскелета клетки не только у самой дрозофилы, но и у всех высших организмов.

К. б. н. А. А. Огиенко , к. б. н. Э. М. Баричева (Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск). Конфокальная микроскопия – к. б. н. С. И. Байбородин (ЦКП микроскопического анализа биологических объектов СО РАН)

Фотографии микроструктур сделаны с помощью лазерных сканирующих микроскопов LSM 510 Meta и LSM 780 (Zeiss)

: 16 авг 2012 , В поисках начала всех начал , том 45, №3

Мир глазами науки. Архитектура клеточного скелета

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!