Otkriće stanične simbioze: Bielefeldski istraživači otkrivaju tajne izvanstaničnog matriksa!

Otkriće stanične simbioze: Bielefeldski istraživači otkrivaju tajne izvanstaničnog matriksa!

18. kolovoza 2025. međunarodni istraživački tim, uključujući Sveučilište Bielefeld, objavio je revolucionarnu studiju u časopisuZbornik radova Nacionalne akademije znanosti(PNAS). Studija ispituje kako stanice u timu formiraju složene strukture, posebice kroz interakciju u izvanstaničnom matriksu (ECM) kojeg proizvode stanice. Fokus istraživanja bio je modelni organizam Volvox carteri, zelena alga koja se sastoji od oko 2000 stanica.

Znanstvenici su koristili fluorescentno obilježeni ECM protein nazvan feroforin II za vizualizaciju strukture ECM-a. Da bi to učinili, upotrijebili su konfokalni laserski skenirajući mikroskop (CLSM), koji je omogućio sliku visoke rezolucije ECM-a. Rezultati su pokazali da je feroforin II lokaliziran na graničnim strukturama ECM-a i da je stabilnost vanjskih struktura održana unatoč različitim proteinima koji se proizvode između stanica. Zanimljivo, odjeljci ECM-a slijede matematičku k-gama distribuciju.

Dinamičan razvoj i samoorganizacija

Ključno otkriće studije je sposobnost stanica da kolektivno stvaraju stabilne vanjske strukture bez potrebe za izravnom koordinacijom. Ovo sugerira proces samoorganizacije. Istraživači su također otkrili da ECM strukture imaju zaobljene ili poligonalne granice koje se mijenjaju kako alge rastu.

Istraživački tim sastojao se od raznih stručnjaka, uključujući profesora Armina Hallmanna, dr. Benjamina von der Heydea i dr. Evu Lauru von der Heyde sa Sveučilišta Bielefeld, kao i Anand Srinivasan, dr. Sumit Kumar Birwa, dr. Steph Höhn i profesor Raymond Goldstein sa Sveučilišta u Cambridgeu. Ovaj zajednički napor financiraju Wellcome Trust i John Templeton Foundation.

Uloga izvanstaničnog matriksa

Izvanstanični matriks igra ključnu ulogu u staničnoj komunikaciji i interakciji. Sastoji se od heterogene osnovne tvari koja uključuje vodu, glikoproteine, polisaharide i važne hranjive tvari. Glavne komponente također uključuju kolagene, koji tvore različite vrste vlakana i prisutni su u gotovo svakom tkivu. Ovaj matriks utječe ne samo na svojstva tkiva, već i na ponašanje stanica kroz interakcije između proteina i komponenti matriksa.

Studija također pokazuje da je 54% gena u V. carteri specifično za vrste stanica. Identificirana su dva glavna promotora specifična za tip stanice: PCY1, koji je aktivan u reproduktivnim stanicama (gonidiji), i PFP, koji djeluje u somatskim stanicama. Ovi promotori pružaju učinkovite molekularne alate za genetsku manipulaciju i proučavanje funkcija gena unutar V. carteri.

Sveukupno, istraživanje naglašava koliko je važna dinamika ECM-a za formiranje i stabilnost složenih staničnih struktura i otvara nove perspektive za razumijevanje višestaničnosti i stanične diobe.

Izvorna publikacija, koju su napisali Benjamin von der Heyde i dr., objavljena je 12. kolovoza 2025. i može se pronaći pod DOI: 10.1073/pnas.2425759122 može se pogledati.

Za više informacija o izvanstaničnom matriksu posjetite Wikipedia.

Proučavanje V. carteri i srodnih organizama moglo bi imati široku primjenu u sintetskoj biologiji i medicinskim istraživanjima, kao što je razvoj specifičnijih terapija ili produbljivanje našeg razumijevanja ponašanja stanica.

uni-bielefeld.de izvješćuje da znanstvena otkrića o sposobnosti samoorganiziranja stanica otvaraju nove putove u biološkim istraživanjima.

Ukratko, istraživanje proširuje naše poglede na složenost života i baca svjetlo na interakciju stanica u njihovom prirodnom okruženju.