О.И. Епифанова - Лекции о клеточном цикле (1129781), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Как показывают данные рис. 38А, экспрессия всех протоонкогенов в состоянии покоя минимальна, в то время как РООМ вызывает быструю и транзиторную стимуляцию экспрессии. Сходная картина наблюдается при действии на покоящиеся клетки циклогексимида (рис. 38Б), причем экспрессия протоонкогенов наиболее отчетливо выражена через 45 мин после начала его применения. Опыты с другим ингибитором синтеза белка — пуромицином, который был использован в разных концентрациях, показали, что максимальная экспрессия протоонкогенов наблюдается при кратковременном (45 мин и 2 час) воздействии ингибитором на покоящиеся клетки в условиях наибольшего подавления синтеза белка.
В параллельных исследованиях по слиянию пролиферирующих клеток с покоящимися, предварительно подвергну- тыми кратковременному воздействию циклогексимида и пуромицина в сочетании с актиномицином Р, было установлено, что для снятия тормозящего действия покоящихся клеток на ядра прол иферирующих клеток в гетеро кар ионах не требуется транскрипции новых молекул РНК.
"Ранние" гены с-гоз Ген, кодирующий предполагаемьгй белок-репрессор с-гил с-ллиус ДН мРНК ор Подавление Рис. 39. Схема, иллюстрирующая внугриклеточные процессы, приводящие к экспрессии «раиних» протоонкогенов и возобновлению синтеза ДНК в покоящихся клетках Х1Н 3Т3, подвергнутых действию фактора роста (РВОР) или кратковременному воздействию ингибиторами синтеза белка (цихлогексимидом или пуромицииом). Транзигорное прекращение трансляции оказалось достаточным условием как для экспрессии генов раннего пролиферативного ответа, так и для возобновления синтеза ДНК, из чего можно было сделать вывод, что вступление клеток в цикл связано с элиминацией короткоживущего (лабильного) белка-репрессора (рис.
39). К сходному заключению пришли Рязанов и Спирин (Куахапоу, Яр)пп, 1990) на основании изучения биологической Ингибиторы пролиферации, вырабатываемые покоящимися клетками в культуре Естественно возникает вопрос — что же представляют собой короткоживущие репрессоры пролиферации? К настоящему времени известно, что покоящиеся клетки разных культур вырабатывают и выделяют в окружающую среду ингибиторы белковой природы, обратимо подавляющие пролиферацию клеток того же типа. По большей части, зто термолабильные белки с мол. массой 20-40 кД и менее, не обладающие токсическим действием на клетки. Подробный перечень таких ингибиторов содержится в книге епифановой и др.
(1988). Лучше всего охарактеризованы полипептзщы и гликопелтиды, выделенные из кондиционированной питательной среды после инкубации в ней покоящихся клеток. Среди них особого внимания заслуживает фактор ВБС-1 с мол. массой — 24 кД, Таблнца 9. Некоторые ингибиторы клеточного размножения, вырабатываемые п секретнруемые покояппннпся клетками млеко- питающих в культуре Источник паяучени» ингибитора Тип клеток Характеристике ингибиторз Тор-а-полабиыи белок (-24 кд) Фактор, состоящий из леус .п н Цби Ы«ЛЬ тсрыолебильные Факторы (15 и 40 «Д) И нтерфсрон 0 Клетки эпителия почки обезьяны (линия 0БС-1) Фиброблесты мыши ЗТЗ н лыбриональныс фнброблссты л~ыщи М нелоилнис клетки мыши М-1 Конлипианнрооанн ая срелс, о которой ннкубираоелн покоящиеся клетки Фяброблссты лгышн ЗТЗ и чслооекя )М й-90?91 Клеточное паесрчность пакаящикса клеток Интегрельныс мембрснныс гликопратенлы (ЗО кл) Пернг)~ернческий мсмбрснный коппена~ге, чуостентельный к обработке трипсином и нег сеянию )0-)й к Клетки эпителия аорты челаеске и быке роли фактора злонгации 2 (еЕР2), катализирующего движение рибосом вдоль молекулы мРНК и стимулирующего таким образом трансляцию.
Этот фактор активен только в дефосфорилированном состоянии. Его фосфорилирование с помощью Са"/ кальмодулин-зависимой еЕГ2-киназы вызывает кратковременное подавление синтеза белка и исчезновение короткоживущих белков-репрессоров, побуждая клетки к вступлению в период синтеза ДНК. выделенный из среды, где предварительно иикубировали клетки эпителия почки обезьяны, поскольку ои практически идентичен трансформирующему фактору роста ТОРВ, который, как мы помним, является мощным ингибитором размножения клеток эпителиального происхождения (о нем пойдет речь в главе Х).
Эта группа факторов сходна по своим свойствам с так называемыми кейлоиами — термин, введенный в свое время Буллоу и Лоуренс (ВцПоцяЬ, 1 аигепсе, 19бб) для обозначения ткаиеспецифичного фактора, изолированного из клеток эпидермиса мыши и обратимо подавляющего размножение эпидермаяьиых клеток. Позднее кейлоиы были обнаружены и в некоторых других тканях, но данные об их свойствах, равно как и само существование кейлоиов, постоянно подвергаются сомнению, ввиду сложности получения чистых препаратов.
Другая группа и и гибиторов прол пфера ции, вырабатываемых покоящимися клетками, включает в себя пептидные факторы, связанные с клеточной поверхностью, которые, по-видимому, близки по своим характеристикам с иигибиторами, выделяемыми в окружающую среду(см. Ерпапоуа, Вгоокз, 1994). Ни те, ии другие факторы ие могут рассматриваться как основные элементы строго внугриклеточиого (1п1ппьйс) механизма негативного контроля размножения клеток, поскольку они действуют главным образом через рецепторы наружной мембраны, то есть по паракриниому способу регуляции, и влияют иа всю популяцию в целом. Однако, как мы увидим в дальнейшем, он и играют важную вспомогательную роль в осуществлении общего негативного контроля пролиферации.
Гены лаз, специфичные для состояния пролиферативного покоя, и продукты их активности В конце ВО-х годов были открыты и клонированы гены, экспрессия которых связана преимущественно или исключительно с пребыванием клеток в состоянии покоя и прекращается уже через несколько часов после митогенной стимуляции (БсппеЫег е1 а1., 1938).
Эти гены получили название лаз (ягочч!1 апезг-зрес)бс Кепез). Со временем семейства таких генов (в частности, квайесцииы) были обнаружены в разных культивируемых клетках, главным образом, в фибробластах (табл. 10). Оказалось, что кодируемые ими белки входят по большей части в состав плазматической мембраны или виеклеточиого матрик- Таблица 1О. Гены, избирательно экснресснрувиннеса в покоящихся клетках Кода емые белки Гены Тнп клеток оаз (йгонгй аггез- езрсн) лаз 1 Компонент плазматнческой мембраны с мол. массой -45 «Д Компонент микрофиламент с мол.
массой — 36 кД Трансмембранный гликопротеид Белок, санзанный с антамином К Фибробласты мыши Н(Н ЗТЗ Клетки Н(Н ЗТЗ и клетки леикемии Френда хаз 3 хаз 5 хат 6 Фнбробласты челоеека Каайеснины Ега!-38 (йиеезсепз) 01 (3 2 (3 8 Коллагены 04 Белок, акодлший е состав клеточного мат икса са, не выполняя, по-виднмому, функций регуляторных молекул, которые были открыты позднее (см. главу Х). Кроме того, продукты отдельных генов уи могут даже способствовать размножению клеток, поскольку они, как выяснилось, входят в состав рецепторов некоторых факторов роста (в частности, а- рецепторов Р(зОР) и, аккумулируясь на поверхности покоящейся клетки, обеспечивают ее быструю реакцию на митогенный стимул. Взаимодействие эндогеиных и экзогенных факторов в регулязлнл клеточного цикла благодаря успехам в изучении эндогенного контроля размножения клеток, уже к началу 90-х годов стало очевидным, что регуляция клеточного цикла у высших эукариотов осуществляется путем координированного взаимодействия внеклеточных и внутриклеточных регуляторных факторов при переходе клеток из состояния покоя к пролиферации и в обратном направлении.
На рис. 40 последовательность событий представлена в виде повторяющихся витков спирали, каждый из которых включает в себя клеточный цикл с периодами О„Я, О, и митозом (М). фз факторы "ткх Рис. 40. Модель размножения высших эукариотов, отражающая взаимодействие внеклеточиых и впугриклеточных регуляторов при смене состояний активной пролиферации и пролифератиапого покои. Оо 8, От М вЂ” периоды клеточного цикла. й — состояние покоя, к'— более глубокое состояние покоя. Клетки продолжают проходить один цикл за другим, то есть непрерывно пролиферировать до тех пор, пока в окружающей среде присутствуют факторы роста (помеченные стрелками).
Ширина ленты спирали условно отражает внутриклеточный уровень индукторов репликации ДНК. В отсутствие экзогенных факторов роста клетки прекращают пролиферацию и переходят в состояние пролиферативного покоя, обусловленное достижением нужной концентрации эндогенного ингибитора. При длительном отсутствии факторов роста клетки углубляются в это состояние, и им требуется больше времени для выхода из него. Под влиянием факторов роста внутриклеточная концентрация ингибитора пролиферации снижается, что вызывает серию пререпликативных реакций, завершающихся инициацией синтеза ДНК. Существенным моментом в регуляции размножения клеток высших эукариоти чески х орган измов следует считать чередование периодов активной пролиферации и пролиферативного покоя, что придает гибкость и одновременно устойчивость всей регуляторной системе.
Литература Епифанова О, И., Терских В.В., Захаров А.Ф, — «Радиоавтографня», М., ВШ, !977. Епифанова О.И., Терских В.В., Полуновский В.А. — «Регуляторные механизмы пролиферации клеток», М., ВИНИТИ, Итоги науки и техники, т.!0, ! 998. Зеленин А.В., Куги А.А.. Прудовский И.А.
— «Реконструированная клетка», М., Наука, !982. Розенвальд И.Б., Макарова Г.Ф., ЕпиФанова О.И. — Докл. АН СССР, 1989, 305, 977-980. Сетков Н.А., Полуновский В.А., ЕпиФанова О.И. — Битология, !984, 26, 691-697. Вп!!опал 9!г.5., 1ангепсе Е.В. — Епгор. 1, Сапсег, !968, 4, 587-594. Соорег 8. — Магоге, 1979, 280. 7-19. Ер1уапоча Од., Вгоо!Гз К.Р. — Се!1 РгоО., 1994, 27, 373-394. Нагих Н.
— Ха!оге, 1965, 206, 583-588. Напией 1..Н. — 1. Мо!. В1о1., 1976, 104, 803-817. !лзйау К.М., Ргезсоп О.М. — Ргос. Най Асад. Зс1. 138А, ! 978, 75, 2873- 2877. Ро1впочвйу Ч.А., Зегйоч 1Ч.А., Ер!бзпоча 0.1. — Ехр. Сей Кев., 1983, 146, 377-383. Ргпдочз)су !,А., Твопа Т.У. — Рече!ораз. В!о1, 1991, !44, 232- 239.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
