Откриване на клетъчна симбиоза: Изследователи от Билефелд разкриват тайните на извънклетъчната матрица!

Откриване на клетъчна симбиоза: Изследователи от Билефелд разкриват тайните на извънклетъчната матрица!

На 18 август 2025 г. международен изследователски екип, включително университета в Билефелд, публикува новаторско проучване в списаниетоСборник на Националната академия на науките(PNAS). Проучването изследва как клетките в екип образуват сложни структури, особено чрез взаимодействието в извънклетъчната матрица (ECM), произведена от клетките. Фокусът на изследването беше моделният организъм Volvox carteri, зелено водорасло, което се състои от около 2000 клетки.

Учените са използвали флуоресцентно маркиран ECM протеин, наречен ферофорин II, за да визуализират структурите на ECM. За да направят това, те използваха конфокален лазерен сканиращ микроскоп (CLSM), който позволи изображение с висока разделителна способност на ECM. Резултатите показват, че ферофорин II е локализиран в граничните структури на ECM и стабилността на външните структури се поддържа въпреки различните протеини, произведени между клетките. Интересното е, че отделенията на ECM следват математическо k-gamma разпределение.

Динамично развитие и самоорганизация

Основно откритие на изследването е способността на клетките колективно да създават стабилни външни структури без необходимост от пряка координация. Това предполага процес на самоорганизация. Изследователите също така установиха, че ECM структурите имат заоблени или многоъгълни граници, които се променят, когато водораслите растат.

Изследователският екип се състоеше от различни експерти, включително професор Армин Халман, д-р Бенджамин фон дер Хайде и д-р Ева Лаура фон дер Хайде от университета в Билефелд, както и Ананд Шринивасан, д-р Сумит Кумар Бирва, д-р Стеф Хьон и професор Реймънд Голдщайн от университета в Кеймбридж. Това съвместно усилие е подкрепено от финансиране от Wellcome Trust и John Templeton Foundation.

Ролята на извънклетъчния матрикс

Екстрацелуларният матрикс играе решаваща роля в клетъчната комуникация и взаимодействие. Състои се от хетерогенно основно вещество, което включва вода, гликопротеини, полизахариди и важни хранителни вещества. Основните компоненти включват и колагени, които образуват различни видове влакна и присъстват в почти всяка тъкан. Тази матрица влияе не само върху свойствата на тъканите, но и върху поведението на клетките чрез взаимодействия между протеини и компоненти на матрицата.

Проучването също така показва, че 54% от гените във V. carteri са специфични за видовете клетки. Идентифицирани са два основни промотора, специфични за клетъчния тип: PCY1, който е активен в репродуктивните клетки (гонидии) и PFP, който действа в соматичните клетки. Тези промотори осигуряват ефективни молекулярни инструменти за генетична манипулация и изследване на генните функции във V. carteri.

Като цяло, изследването подчертава колко важна е динамиката на ECM за формирането и стабилността на сложни клетъчни структури и отваря нови перспективи за разбиране на многоклетъчността и клетъчното делене.

Оригиналната публикация, написана от Benjamin von der Heyde et al., е публикувана на 12 август 2025 г. и може да бъде намерена под DOI: 10.1073/pnas.2425759122 може да се гледа.

За повече информация относно извънклетъчния матрикс, моля посетете Уикипедия.

Изследването на V. carteri и сродни организми може да има широко приложение в синтетичната биология и медицинските изследвания, като разработване на по-специфични терапии или задълбочаване на разбирането ни за поведението на клетките.

uni-bielefeld.de съобщава, че научни открития за способността за самоорганизиране на клетките откриват нови пътища в биологичните изследвания.

В обобщение, изследването разширява нашите перспективи за сложността на живота и хвърля светлина върху взаимодействието на клетките в тяхната естествена среда.