Một hình thức phân chia tế bào mới, klerokinesis, làm tế bào chia thành 2 tế bào con. Klerokinesis khác với phân bào bình thường (cytokinesis). Khám phá mới này có thể dẫn đến các kĩ thuật ngăn ngừa sự phát triển một số bệnh ung thư

Họ tin rằng hình thức này như một cơ chế hỗ trợ tự nhiên trong quá trình phân chia tế bào bị lỗi, để ngăn ngừa một số tế bào tiếp thục phát triển mà có thể dẫn đến ung thư.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Mark Burkard, chuyên gia huyết học-ung thư tại khoa Y, Trường Đại học Y và Y tế cộng đồng UW cho biết: "Nếu chúng ta có thể thúc đẩy hình thức mới này của sự phân chia tế bào, gọi là ‘klerokinesis’, chúng ta có thể ngăn ngừa sự phát triển của một số bệnh ung thư”. Burkard trình bày phát hiện vào ngày 17/12 vừa rồi tại cuộc họp hàng năm của Hiệp hội Sinh học tế bào tại San Francisco.

Một điều tra đã quan sát trên các bệnh nhân ung thư vú, Burkard thấy rằng trong các tế bào ung chứa bộ nhiễm sắc thể (NST) nhiều hơn bình thường, tình trạng này gọi là hiện tượng đa bội.

Khoảng 14% trường hợp ung thư vú và 35% các bệnh ung thư tuyến tụy có số nhiễm sắc thể là ba hoặc nhiều hơn, thay vì là hai trong bộ NST bình thường. Nhiều trường hợp ung thư khác các tế bào không chứa nhiều hay ít hơn số NST bình thường mà có chứa các nhiễm sắc thể bị khiếm khuyết.

Burkard  cho biết "Mục tiêu của chúng tôi trong phòng thí nghiệm là tìm cách để phát triển các chiến lược điều trị mới cho bệnh ung thư vú với bộ nhiễm sắc thể đa bội". Mục tiêu ban đầu của nghiên cứu này là làm cho các tế bào của con người có bộ nhiễm sắc thể nhiều hơn. Nhưng sau khi làm theo các công thức đã được chấp nhận, họ bất ngờ quan sát thấy một hình thức mới của sự phân chia tế bào.

Cho đến bây giờ, Burkard và hầu hết các nhà sinh học tế bào hiện nay chấp nhận một giả thuyết cũ được phát triển bởi nhà sinh học người Đức là Theodor Boveri, người đã nghiên cứu trên trứng của nhím biển. Boveri phỏng đoán rằng sự phân chia tế bào bị lỗi dẫn đến các tế bào có bộ nhiễm sắc thể bất thường, và sau đó sự phân chia không kiểm soát của các tế bào này dẫn đến ung thư. Với bằng chứng thu được trong những năm qua, hầu hết các nhà khoa học đã chấp nhận giả thuyết này.

Phân chia tế bào bình thường quyết định khả năng phát triển của một sinh vật từ một tế bào trứng được thụ tinh thành một cá thể hoàn chỉnh. Hàng triệu chu kì phân chia phải diễn ra để hình thành cơ thể đầy đủ. Trong mỗi lần phân chia, một tế bào mẹ tạo thành hai tế bào con. Ngay cả trong một cơ thể trưởng thành đã phát triển đầy đủ, nhiều loại tế bào vẫn thường xuyên tái tạo lại thông qua hình thức phân chia tế bào

Quá trình cơ bản của quá trình sao chép tế bào bắt đầu bằng một giai đoạn tổng hợp, khi một bản sao được hình thành từ các thành phần tế bào, bao gồm cả các nhiễm sắc thể chứa DNA trong nhân tế bào. Sau đó, trong giai đoạn nguyên phân, hai bộ NST được tách ra theo hướng ngược nhau, trong khi vẫn còn đang được chứa trong một tế bào. Cuối cùng của quá trình phân bào, một tế bào được chia thành hai tế bào con diễn ra vào thời điểm cuối của nguyên phân.

Burkard và nhóm của ông đã làm cho các tế bào có bộ NST nhiều hơn  - giống với tế bào ung thư. Họ đã khóa sự phân bào với một hóa chất và chờ đợi để xem những gì đã xảy ra.

Burkard giải thích  "Chúng tôi dự kiến ​​sẽ phục hồi một số lượng tế bào với bộ NST bất thường ".  Và nhóm nghiên cứu phát hiện thấy, thay vì xuất hiện bộ NST bất thường, các tế bào con đã kết thúc sự dò tìm bình thường trong hầu hết các lần thử nghiệm. Trái ngược với giả thuyết của Boveri, phân chia tế bào bất thường hiếm khi có tác động tiêu cực lâu dài trong các tế bào của con người.

Vì vậy, nhóm đã quyết định tìm hiểu làm thế nào các tế bào của con người phục hồi bộ NST bình thường bằng cách quan sát với một kính hiển vi có khả năng cho hình ảnh video.

"Chúng tôi bắt đầu với hai hạt nhân trong một tế bào, Burkard nói với sự ngạc nhiên vô cùng, chúng tôi thấy các cực của tế bào tách ra thành hai tế bào mà không cần đi qua quá trình nguyên phân."

Cả hai tế bào mới được thừa hưởng một nhân nguyên vẹn chứa một bộ NST hoàn chỉnh. Việc chia tách xảy ra, không như dự đoán, có sự trì hoãn trong giai đoạn tăng trưởng nhiều hơn giai đoạn cuối của nguyên phân.

Các nhà khoa học đã làm một số thí nghiệm bổ sung để chắc chắn rằng sự phân chia họ quan sát thấy thật sự khác với sự phân bào thông thường.

"Chúng tôi đã có một thời gian khó khăn để thuyết phục bản thân bởi vì hình thức phân chia này chưa từng xuất hiện trong bất cứ tài liệu nào”, Burkard nói.

Sau đó, họ phát hiện chỉ có 90% tế bào con đã được phục hồi với bộ NST bổ sung bình thường với độ tin cậy 99%.

Theo Burkard, "nếu chúng ta có thể đưa các tế bào theo hướng phân chia mới này, chúng ta có thể có thể giữ cho các tế bào bình thường và làm giảm tỷ lệ mắc bệnh ung thư".

Burkard nghĩ rằng trong số tất cả các chu kì sự phân chia tế bào mà một sinh vật trãi qua, mỗi lần phân bào đều có thể thất bại. Hình thức phân chia mới này là một cơ chế hỗ trợ tự nhiên cho phép các tế bào phục hồi từ sự cố trong quá trình phân chia và phát triển bình thường.

Nhóm đã đặt tên cho hình thức mới này là klerokinesis để phân biệt với hình thức phân bào (cytokinesis). Với sự giúp đỡ của Tiến sĩ William Brockliss, Burkard  chọn được chữ “klero” một tiền tố Hy Lạp có nghĩa là "sự di truyền được phân phối".

Cộng tác viên của dự án bao gồm TS. Beth Weaver, phó giáo sư về sinh học và tái tạo tế bào thuộc trường UW, Tiến sĩ Alka Choudhary, Robert Lera; Tiến sĩ Melissa Martowicz và tiến sĩ Jennifer Laffin.

Nguồn: http://www.sciencedaily.com/releases/2012/12/121217140328.htm