Ląstelių simbiozės atradimas: Bylefeldo mokslininkai atskleidžia tarpląstelinės matricos paslaptis!

Ląstelių simbiozės atradimas: Bylefeldo mokslininkai atskleidžia tarpląstelinės matricos paslaptis!

2025 m. rugpjūčio 18 d. tarptautinė tyrimų grupė, įskaitant Bylefeldo universitetą, žurnale paskelbė novatorišką tyrimą.Nacionalinės mokslų akademijos darbai(PNAS). Tyrime nagrinėjama, kaip komandos ląstelės sudaro sudėtingas struktūras, ypač sąveikaujant tarpląstelinėje matricoje (ECM), kurią gamina ląstelės. Tyrimo tikslas buvo pavyzdinis organizmas Volvox carteri, žalias dumblis, susidedantis iš maždaug 2000 ląstelių.

Norėdami vizualizuoti ECM struktūras, mokslininkai naudojo fluorescenciniu būdu pažymėtą ECM baltymą, vadinamą feroforinu II. Norėdami tai padaryti, jie naudojo konfokalinį lazerinį skenavimo mikroskopą (CLSM), kuris įgalino didelės raiškos ECM vaizdą. Rezultatai parodė, kad feroforinas II yra lokalizuotas ECM ribinėse struktūrose, o išorinių struktūrų stabilumas išlaikomas nepaisant skirtingų baltymų, pagamintų tarp ląstelių. Įdomu tai, kad ECM skyriai atitinka matematinį k-gama pasiskirstymą.

Dinamiškas tobulėjimas ir saviorganizacija

Pagrindinė tyrimo išvada yra ląstelių gebėjimas kartu sukurti stabilias išorines struktūras, nereikalaujant tiesioginio koordinavimo. Tai rodo saviorganizacijos procesą. Tyrėjai taip pat nustatė, kad ECM struktūros turi apvalias arba daugiakampes ribas, kurios keičiasi augant dumbliams.

Tyrimo grupę sudarė įvairūs ekspertai, įskaitant profesorius Arminas Hallmannas, dr. Benjamin von der Heyde ir dr. Eva Laura von der Heyde iš Bylefeldo universiteto, taip pat Anand Srinivasan, dr. Sumit Kumar Birwa, dr. Steph Höhn ir profesorius Raymondas Goldsteinas iš Kembridžo universiteto. Šios bendradarbiavimo pastangos remiamos Wellcome Trust ir John Templeton fondo finansavimu.

Tarpląstelinės matricos vaidmuo

Tarpląstelinė matrica vaidina lemiamą vaidmenį ląstelių komunikacijoje ir sąveikoje. Jį sudaro nevienalytė pagrindinė medžiaga, apimanti vandenį, glikoproteinus, polisacharidus ir svarbias maistines medžiagas. Pagrindiniai komponentai taip pat yra kolagenai, kurie sudaro įvairių tipų skaidulas ir yra beveik visuose audiniuose. Ši matrica turi įtakos ne tik audinių savybėms, bet ir ląstelių elgsenai dėl sąveikos tarp baltymų ir matricos komponentų.

Tyrimas taip pat rodo, kad 54 % V. carteri genų yra būdingi ląstelių tipams. Nustatyti du pagrindiniai ląstelių tipui būdingi promotoriai: PCY1, kuris yra aktyvus reprodukcinėse ląstelėse (gonidijose), ir PFP, kuris veikia somatinėse ląstelėse. Šie promotoriai suteikia veiksmingus molekulinius įrankius genetinei manipuliacijai ir genų funkcijų tyrimui V. carteri viduje.

Apskritai, tyrimas pabrėžia, kokia svarbi ECM dinamika yra sudėtingų ląstelių struktūrų formavimui ir stabilumui, ir atveria naujas perspektyvas suprasti daugialąstiškumą ir ląstelių dalijimąsi.

Originalus leidinys, kurį parašė Benjamin von der Heyde ir kt., buvo paskelbtas 2025 m. rugpjūčio 12 d. ir jį galima rasti DOI: 10.1073/pnas.2425759122 galima apžiūrėti.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie ekstraląstelinę matricą, apsilankykite Vikipedija.

V. carteri ir susijusių organizmų tyrimas gali būti plačiai pritaikytas sintetinės biologijos ir medicinos tyrimuose, pavyzdžiui, kuriant specifiškesnę terapiją arba gilinant mūsų supratimą apie ląstelių elgesį.

uni-bielefeld.de praneša, kad moksliniai atradimai apie ląstelių gebėjimą savarankiškai organizuotis atveria naujas biologinių tyrimų galimybes.

Apibendrinant galima teigti, kad tyrimas praplečia mūsų požiūrį į gyvenimo sudėtingumą ir atskleidžia ląstelių sąveiką jų natūralioje aplinkoje.