Opdagelse af cellesymbiose: Bielefeld-forskere afslører hemmeligheder bag den ekstracellulære matrix!

Opdagelse af cellesymbiose: Bielefeld-forskere afslører hemmeligheder bag den ekstracellulære matrix!

Den 18. august 2025 offentliggjorde et internationalt forskerhold, herunder Bielefeld University, en banebrydende undersøgelse i tidsskriftetProceedings of the National Academy of Sciences(PNAS). Studiet undersøger, hvordan celler i et team danner komplekse strukturer, især gennem interaktionen i den ekstracellulære matrix (ECM), der produceres af celler. Fokus for forskningen var modelorganismen Volvox carteri, en grønalge, der består af omkring 2.000 celler.

Forskerne brugte et fluorescensmærket ECM-protein kaldet pherophorin II til at visualisere strukturerne af ECM. For at gøre dette brugte de et konfokalt laserscanningsmikroskop (CLSM), som muliggjorde et højopløseligt billede af ECM. Resultaterne viste, at pherophorin II er lokaliseret ved grænsestrukturer af ECM, og stabiliteten af ​​de eksterne strukturer opretholdes på trods af forskellige proteiner produceret mellem celler. Interessant nok følger rummene i ECM en matematisk k-gamma-fordeling.

Dynamisk udvikling og selvorganisering

Et centralt fund i undersøgelsen er cellernes evne til i fællesskab at skabe stabile eksterne strukturer uden behov for direkte koordinering. Dette antyder en proces med selvorganisering. Forskerne fandt også ud af, at ECM-strukturerne har afrundede eller polygonale grænser, der ændrer sig, efterhånden som algerne vokser.

Forskerholdet bestod af forskellige eksperter, herunder professor Armin Hallmann, Dr. Benjamin von der Heyde og Dr. Eva Laura von der Heyde fra Bielefeld Universitet, samt Anand Srinivasan, Dr. Sumit Kumar Birwa, Dr. Steph Höhn og Professor Raymond Goldstein fra University of Cambridge. Denne samarbejdsindsats er støttet af finansiering fra Wellcome Trust og John Templeton Foundation.

Rollen af ​​den ekstracellulære matrix

Den ekstracellulære matrix spiller en afgørende rolle i cellekommunikation og interaktion. Det består af et heterogent grundstof, der omfatter vand, glykoproteiner, polysaccharider og vigtige næringsstoffer. Hovedkomponenterne omfatter også kollagener, som danner forskellige typer fibre og er til stede i næsten alle væv. Denne matrix påvirker ikke kun egenskaberne af væv, men også celleadfærd gennem interaktioner mellem proteiner og matrixkomponenter.

Undersøgelsen viser også, at 54 % af generne i V. carteri er specifikke for celletyper. To store celletype-specifikke promotorer er blevet identificeret: PCY1, som er aktiv i reproduktive celler (gonidier), og PFP, som virker i somatiske celler. Disse promotorer giver effektive molekylære værktøjer til genetisk manipulation og studiet af genfunktioner i V. carteri.

Samlet set fremhæver forskningen, hvor vigtig dynamikken i ECM er for dannelsen og stabiliteten af ​​komplekse cellestrukturer og åbner op for nye perspektiver til forståelse af multicellularitet og celledeling.

Den originale publikation, skrevet af Benjamin von der Heyde et al., blev offentliggjort den 12. august 2025 og kan findes under DOI: 10.1073/pnas.2425759122 kan ses.

For mere information om den ekstracellulære matrix besøg venligst Wikipedia.

Studiet af V. carteri og beslægtede organismer kunne have brede anvendelser inden for syntetisk biologi og medicinsk forskning, såsom udvikling af mere specifikke terapier eller uddybning af vores forståelse af celleadfærd.

uni-bielefeld.de rapporterer, at videnskabelige resultater om cellers selvorganiserende evne åbner nye veje inden for biologisk forskning.

Sammenfattende udvider forskningen vores perspektiver på livets kompleksitet og kaster lys over cellernes interaktion i deres naturlige miljø.