Вопрос не нов, но однозначного ответа на него нет. Группа Ивы Толич-Норреликке из Дрездена показывает, что клетки дрожжей S. pombe способны существовать в двух состояниях: стареющем и нестареющем. Согласно работе, переключение между ними происходит в условиях стресса, запускающего старение одной из дочерних клеток и омоложение другой!
Стареют ли одноклеточные организмы? Несмотря на кажущееся бессмертие, многим из них присущи ограниченное число делений, старение и смерть. Классический пример - почкующиеся дрожжи S. cerevisiae. Эти клетки редко делятся более 20 раз, так как при каждом делении поврежденные и отработавшие структуры (белки, агрегаты, полюса предыдущих делений и пр.) удерживаются в материнской клетке, чтобы дочерние клетки-почки создавались из новых молекул. В этом случае (характерном и для многих бактерий, e.g. E. coli), старение является не артефактом, а активной формой омоложения дочерних клеток в ущерб материнской (или второй дочерней).
Но есть и протисты, неспособные активно распределять поврежденный материал между дочерними клетками. Пример - делящиеся дрожжи S. pombe. Как стареют (если стареют) эти клетки? Ответ на этот вопрос дает работа Мигеля Коэльо и его коллег (Coelho M. et.al., Current Biology 2013), название которой лаконично суммирует ее содержание: "Делящиеся дрожжи не стареют при благоприятных условиях, но стареют после стресса".
Исследуя микроколонии S. pombe, авторы показали, что эти клетки растут без признаков старения, а их редкая смерть (34 на 10,000 клеток) носит случайный характер. Однако после кратковременного стресса (H2O2, тепловой шок) отдельные линии дочерних клеток начинают стареть: их рост замедляется с каждым делением, а частота смерти растет.
Как S. pombe избегают старения в норме? И как происходит переключение к старению в стрессе? Анализируя состав клеток, авторы обнаружили, что ключевым индикатором и возможной причиной старения и смерти являются белковые агрегаты-мишени шаперона Hsp104 (на рисунке). В каждом наблюдаемом случае, погибающая клетка предварительно наследовала гигантский агрегат, после чего умирала на самых первых минутах своей жизни. Авторы показали, что агрегаты характерны и для нестареющих клеток, где их количество - несколько десятков на клетку, но размер - относительно мал. Быстрый рост клеток в благоприятной среде поддерживает количество этих аггегатов на более-менее постоянном уровне. Стресс же вызывает не только появление новых аггегатов, но и их слияние в один. Естественно, имея лишь один агрегат, материнская клетка передает его только одной дочерней клетке, оставляя вторую чистой (на рисунке). Слияние агрегатов, таким образом, заменяет S. pombe способность активно сегрегировать поврежденный материал и служит упрощенным способом омоложения одной из дочерних клеток.
Агрегация - столь нежелательная для многих клеток нашего организма, вызывающая болезни Альцгеймера, Паркинсона и многие другие, - оказывается важнейшим свойством делящихся дрожжей, сохраняющим их непрерывную эстафету жизни.
На рисунке: Четыре поколения одной из наблюдаемых микроколоний и модель старения S. pombe. Гибрид Hsp104-GFP позволяет следить за белковыми агрегатами in vivo, наблюдая их слияние и наследование дочерними клетками. Cлияние агрегатов после стресса изменяет принцип деления дрожжей от "обе дочерние клетки - в меру хорошие", на "одна - мертвая, одна - омоложенная".
Источник: MOLBIOL.RU
