Сигналом до поділу клітини служить швидкість її зростання
Розподіл клітин ссавців починається ні після досягнення ними певного розміру, а на певному значенні швидкості росту. Поділ клітини - процес настільки звичний, настільки сам собою зрозумілий, що мало кому приходить в голову задуматися, як же воно відбувається. Здається. вчені знають про клітинний розподіл все. Це дійсно один з найбільш досліджуваних феноменів в біології, але при всьому підвищеному до нього уваги є багато важливих питань, які до цього дня залишаються без відповіді. Ось один з них: як клітина дізнається, коли їй пора ділитися? У простих одноклітинних організмів на кшталт дріжджів з цим більш-менш просто: вони діляться, коли клітина досягає певного розміру. Але виявляється, що з тваринами клітинами, які живуть в складі складних багатоклітинних організмів, справи йдуть складніше.
Суть методу полягає в тому, що клітина з потоком рідини рухається через вузьку трубку і при цьому контактує з крихітним кремнієвим кронштейном-кантільовери. Кронштейн здійснює коливальні рухи, частота яких змінюється при контакті з клітиною. Розмір клітини можна порахувати з того, наскільки сильно вона змінює частоту коливань кронштейна.
Але для самої клітини ця процедура небезпечна, і кілька подорожей через трубку поспіль закінчувалися її смертю. А щоб зрозуміти динаміку зростання і співвіднести її з клітинним поділом, клітку потрібно чи не постійно тримати на цих «мікроваги». В результаті вчені ще раз модифікували конструкцію приладу, з тим щоб героїня дослідження могла затримуватися в трубці і отримувати поживні речовини для росту. Клітини, з якими велися експерименти, на певних етапах клітинного циклу синтезували флуоресцентний білок, так що можна було сказати, чи набирає клітина все ще вагу або вже приступила до поділу.
Інтенсивний клітинний ріст відбувається в фазі клітинного циклу G1. Слідом за нею настає фаза S, в якій подвоюється ДНК. Після цього починається фаза підготовки до клітинного ділення. Дослідники прийшли до висновку, що у клітин ссавців сигналом до поділу служить на розмір клітини, а темп зростання. Протягом «спочатку-накопичувальної» G1-фази темп зростання у клітини збільшується, і зміни ці відбуваються по-різному у різних клітин: у одних швидкість наростає швидше, у інших - повільніше. Але до S-фазі зміни темпу зростання у різних клітин зрівнюються. Тобто подвоєння генетичного матеріалу, що передує розподіл клітини, починається в момент, коли досягнута якась загальна величина швидкості росту. Легко зрозуміти, що маса клітин при цьому не обов'язково буде однаковою. Після подвоєння ДНК темпи зростання клітин знову розходяться.
Представлений метод дозволяє змінювати умови середовища і спостерігати реакцію клітини протягом різних часових проміжків. Таким чином можна, наприклад, перевіряти дію речовин, що уповільнюють або прискорюють розмноження клітин (в тому числі ракових), і займатися пошуком генів, що контролюють ті чи інші етапи клітинного циклу.