Учебная модель клетки с одним ядром точно описывает большинство клеток, но не все. Фактически, многие клетки имеют более одного ядра. Самый внешний слой плаценты человека представляет собой одну гигантскую клетку с миллиардами ядер. В разложенном виде его площадь составит 12-14 квадратных метров.
Эми Гладфелтер, доктор философии’01был очарован такими клетками на протяжении десятилетий. «Как только я посмотрела под микроскопом на эти очень большие грибковые клетки, я не могла перестать думать о них», — сказала она. «Было так много сюрпризов и парадоксов, потому что большинство правил клеточной биологии были установлены в простых системах, а эти клетки продолжали нарушать правила».
Профессор кафедры клеточной биологии медицинского факультета Гладфелтер присоединился к профессорско-преподавательскому составу Университета Дьюка в прошлом году в качестве стипендиата по науке и технологиям Университета Дьюка.
В своей лаборатории она изучает как морские грибы, так и плацентарные клетки. «Нас интересует, как способность принять многоядерную организацию и стать достаточно большими может помочь клеткам справляться с динамичными и экстремальными условиями», — сказала она.
Работа Гладфелтера может усовершенствовать модели клеточной биологии, объяснить некоторые заболевания, возникающие во время беременности, и даже открыть новые пути лечения рака.
Исследование тайн человеческой плаценты
Гигантская клетка, которая составляет самый внешний слой плаценты, должна жонглировать множеством противоречивых сигналов, связанных с потребностями растущего плода и матери. Гладфелтер изучает, как размер и организация клетки могут помочь ей интерпретировать и действовать в соответствии с различными сигналами, чтобы направлять свое поведение в данный момент.
Она взволнована работой, поскольку гигантская клетка плаценты еще не была хорошо описана с точки зрения ее организации и функции. «Мы собираемся понять, как клетка в плаценте работает в здоровой беременности, и что это может нам рассказать о болезнях беременности, когда мало что известно о том, что происходит на клеточном уровне», — сказала она.
Она изучает клетки с помощью микроскопов, анализирует изображения с помощью методов машинного обучения и моделирует данные, чтобы лучше понять поведение клеток. «Для нас изображения — это гораздо больше, чем просто красивая картинка», — сказала она. «Это место, где мы извлекаем много информации о динамике и физической структуре клеток».
Более глубокое понимание плаценты могло бы пролить свет на рак, учитывая интригующее сходство между ними: оба стремятся уклониться от иммунной системы, оба используют необычный тип метаболизма и оба активируют некоторые из одних и тех же генов. Раковые клетки часто имеют несколько ядер.
Фундаментальная наука + Сотрудничество = Медицинское применение
Исследования Гладфелтер морских грибов и гигантских клеток плаценты подпитываются ее желанием понять на молекулярном уровне, как функционируют эти необычные клетки: как они двигаются, как реагируют на сигналы и стресс, как они ощущают свою собственную форму. И она хочет использовать эту информацию, чтобы улучшить и расширить нынешнее понимание внутренней работы всех клеток. «Поскольку эти клетки настолько экстремальны, они часто обнаруживают функции, которые используют все клетки», — сказала она. «Они увеличены из-за огромного размера клеток».
Гладфелтер не сомневается, что фундаментальная наука является первым шагом к разработке новых медицинских методов лечения и других технологических достижений.
«У нас действительно не хватает понимания, чтобы решить все проблемы, которые существуют сейчас», – сказала она. «Есть серьезные пробелы в наших фундаментальных научных знаниях, которые сдерживают медицинское применение».
Она сотрудничает с коллегами из Отделения медицины матери и плода, Отделения биомедицинской инженерии и Центра опухолей головного мозга Тиша, среди прочих, чтобы поделиться своими открытиями с другими, кто стремится воплотить новые открытия в новые методы лечения.
Возможность сотрудничества была одной из причин, по которой она ухватилась за шанс вернуться в Дьюк в качестве преподавателя после того, как получила здесь докторскую степень в 2001 году. «Открытость людей к сотрудничеству сыграла большую роль», — сказала она. «Я чувствовала, что действительно могу наладить здесь междисциплинарные связи».
История первоначально опубликована в журнале DukeMed Alumni News весной 2024 г.
Узнайте больше из новостей выпускников DukeMed
2024-06-28 07:15:20
1719561812
#Экстремальные #клетки #могут #дать #новое #представление #клеточной #биологии #болезнях #беременных #раке
