hirsh_ben_arie (idelsong) wrote,
hirsh_ben_arie
idelsong

Categories:

Dictyostelium discoideum

Dictyostelium discoideum (по-русски клеточный слизевик) - амёба, которая живет в почве и во влажной листовой подстилке лиственных лесов и питается живущими там бактериями. Когда еды достаточно - амебы живут как самостоятельные одноклеточные организмы.

Но, если наступает голод, с амебами начинают происходить удивительные превращения.

Голодная амеба начинает выделять наружу вещество циклический АМФ (cAMP) Окружающие амебы, даже если они не очень голодны, также начинают в ответ на сигнал cAMP выделять некоторое количество cAMP. Но самое главное - cAMP действует на них, как хемоатрактант, и амебы ползут туда, где концентрация cAMP больше всего. При этом они ползут, продолжая выделять cAMP и привлекая все новых и новых амеб.

В лабораторных условиях, если начать с однородной пленки амеб, они демонстрируют удивительную самоорганизацию: создаются кластеры, и все амебы внутри кластера сползаются внутрь. Получается аморфный агрегат, содержащий до 100,000 клеток. Вот здесь можно почитать поподробнее про их поведение. Если математика или химика больше всего интересуют образующиеся в процессе самоорганизации спиральные волны - говорят, что они напоминают известную колебательную  реакцию Белоусова-Жаботинского, - то для биолога самые интересные события происходят после этого.

Аморфный агрегат клеток начинает дифференцироваться и превращается в настоящий сложную многоклеточную структуру - плодовое тело. Клетки, находящиеся внутри плодового тела, превращаются в споры - они смогут пережить тяжелые времена и снова превратятся в отдельных амеб, когда окажутся в благоприятных условиях.

Как это происходит, можно посмотреть в фильме.





Плодовое тело поддерживается скелетом из целлюлозы - и это тоже интересно, потому что речь идет об амебе, а не о растении. Но гораздо интереснее  - внешний слой клеток, который, собственно, и синтезирует целлюлозу. Дело в том, что этот слой состоит из полярных клеток, тесно соединенных между собой в слой, неотличимый от эпителиальных  клеток: аппарат Гольджи находится с одной стороны от ядра, мембранный фермент, синтезирующий целлюлозу, находится только с внутренней стороны. Актиновый цитоскелет расположен по периферии клетки так же, как в любом эпителии.

Как известно, наличие дифференцированных эпителиальных тканей считается главным признаком многоклеточного организма.

Более того, оказывается,Dictyostelium содержит такие необходимые элементы эпителиальных клеток, как α-катенин и β-катенин , которые и поддерживают связь актинового цитоскелета с местами межклеточных контактов. Правда, нет кадгерина - мембранного белка, с которым они должны взаимодействовать. Если деактивировать гены α- или β-катенина , то нормальное плодовое тело не образуется: получается лишь более или менее аморфная группа клеток.

Особенно интересен в этом списке β-катенин: ведь у всех многоклеточных животных, от морской анемоны до позвоночных и насекомых, он играет двойную роль. С одной стороны, как мы уже говорили, он участвует в поддержании структуры эпителиальной клетки.

С другой - он участвует в передаче сигнала, направленного на дифференцировку клеток и образование сложно устроенных эпителиальных органов.

Сигнал приносит один из около 20 белков семейства Wnt; он связывается с рецептором Frizzled У Dictyostelium, вроде бы, нет Wnt Но, оказывается, есть 16 рецепторов семейства Frizzled - значит, они получают какие-то дифференцировочные сигналы.

Таким образом, может, в зависимости от условий, одиночные амебы могут превратиться в полноценный многоклеточный организм. Только, в отличие от любого другого, этот организм состоит из генетически разных клеток. Так сказать, не родовая, а соседская община.

1.       Dickinson, D.J. et al. (2011) A Polarized Epithelium Organized by β- and α-Catenin Predates Cadherin and Metazoan Origins. Science 331: 1336–1339.

2.       Grimson M.J. et al. (2000) Adherens junctions and β-catenin-mediated cell signalling in a non-metazoan organism.  Nature 408: 727-731</span>
Tags: чуть-чуть биологии
Subscribe

  • (no subject)

    Ну что... Сто дней нынешнего правительства, о которых я писал сто дней назад, прошли. Давайсте запустим опрос. Опрос адресован не только…

  • (no subject)

    Главный предмет (по крайней мере, официального) экспорта этой страны не изменился за >3000 лет. Археологи находят его у египтян, шумеров и…

  • (no subject)

    А вот скажите, на этой картинке какой процент женщин с детьми? Трудно посчитать, они почти все сидят на первом плане, но по моим ощущениям никак не…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 4 comments