A sejtszimbiózis felfedezése: Bielefeld kutatói feltárják az extracelluláris mátrix titkait!

A sejtszimbiózis felfedezése: Bielefeld kutatói feltárják az extracelluláris mátrix titkait!

2025. augusztus 18-án egy nemzetközi kutatócsoport, köztük a Bielefeld Egyetem, úttörő tanulmányt tett közzé a folyóiratban.Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS). A tanulmány azt vizsgálja, hogy egy csapat sejtjei hogyan alkotnak összetett struktúrákat, különösen a sejtek által termelt extracelluláris mátrix (ECM) kölcsönhatása révén. A kutatás középpontjában a Volvox carteri modellszervezet állt, egy zöld alga, amely körülbelül 2000 sejtből áll.

A tudósok a feroforin II nevű, fluoreszcensen jelölt ECM fehérjét használták az ECM szerkezetének megjelenítésére. Ehhez egy konfokális lézer pásztázó mikroszkópot (CLSM) használtak, amely lehetővé tette az ECM nagy felbontású képét. Az eredmények azt mutatták, hogy a feroforin II az ECM határszerkezeteiben lokalizálódik, és a külső struktúrák stabilitása megmarad annak ellenére, hogy a sejtek között különböző fehérjék termelődnek. Érdekes módon az ECM részegységei matematikai k-gamma eloszlást követnek.

Dinamikus fejlődés és önszerveződés

A tanulmány egyik kulcsfontosságú megállapítása a sejtek azon képessége, hogy közösen hozzon létre stabil külső struktúrákat anélkül, hogy közvetlen koordinációra lenne szükség. Ez önszerveződési folyamatra utal. A kutatók azt is megállapították, hogy az ECM-struktúráknak lekerekített vagy sokszögű határai vannak, amelyek az algák növekedésével változnak.

A kutatócsoport különböző szakértőkből állt, köztük Armin Hallmann professzor, Dr. Benjamin von der Heyde és Dr. Eva Laura von der Heyde a Bielefeldi Egyetemről, valamint Anand Srinivasan, Dr. Sumit Kumar Birwa, Dr. Steph Höhn és Raymond Goldstein professzor a Cambridge-i Egyetemről. Ezt az együttműködést a Wellcome Trust és a John Templeton Alapítvány finanszírozása támogatja.

Az extracelluláris mátrix szerepe

Az extracelluláris mátrix döntő szerepet játszik a sejtek kommunikációjában és interakciójában. Heterogén alapanyagból áll, amely vizet, glikoproteineket, poliszacharidokat és fontos tápanyagokat tartalmaz. A fő összetevők közé tartoznak a kollagének is, amelyek különféle típusú rostokat képeznek, és szinte minden szövetben jelen vannak. Ez a mátrix nemcsak a szövetek tulajdonságait befolyásolja, hanem a sejtek viselkedését is a fehérjék és a mátrix komponensei közötti kölcsönhatások révén.

A tanulmány azt is kimutatja, hogy a V. carteri génjeinek 54%-a sejttípusra specifikus. Két fő sejttípus-specifikus promotert azonosítottak: a PCY1-et, amely a szaporodási sejtekben (gonidiumokban) és a PFP-t, amely a szomatikus sejtekben fejti ki hatását. Ezek a promóterek hatékony molekuláris eszközöket biztosítanak a genetikai manipulációhoz és a V. carteri génfunkcióinak tanulmányozásához.

Összességében a kutatás rávilágít arra, hogy az ECM dinamikája milyen fontos szerepet játszik az összetett sejtstruktúrák kialakulásában és stabilitásában, és új távlatokat nyit a többsejtűség és sejtosztódás megértésében.

Az eredeti kiadvány, amelyet Benjamin von der Heyde és munkatársai írtak, 2025. augusztus 12-én jelent meg, és a DOI alatt található: 10.1073/pnas.2425759122 megtekinthető.

Az extracelluláris mátrixról további információkért látogasson el ide Wikipédia.

A V. carteri és a rokon élőlények tanulmányozása széles körben alkalmazható a szintetikus biológiában és az orvosi kutatásban, például specifikusabb terápiák kidolgozásában vagy a sejtek viselkedésének elmélyítésében.

uni-bielefeld.de beszámol arról, hogy a sejtek önszerveződő képességére vonatkozó tudományos eredmények új utakat nyitnak meg a biológiai kutatásban.

Összefoglalva, a kutatás kiszélesíti látókörünket az élet összetettségéről, és rávilágít a sejtek kölcsönhatására természetes környezetükben.