Šūnu simbiozes atklāšana: Bīlefeldes pētnieki atklāj ekstracelulārās matricas noslēpumus!

Šūnu simbiozes atklāšana: Bīlefeldes pētnieki atklāj ekstracelulārās matricas noslēpumus!

2025. gada 18. augustā starptautiska pētnieku grupa, tostarp Bīlefeldes Universitāte, žurnālā publicēja revolucionāru pētījumu.Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS). Pētījumā tiek pētīts, kā komandas šūnas veido sarežģītas struktūras, jo īpaši mijiedarbojoties šūnu radītajā ekstracelulārajā matricā (ECM). Pētījuma uzmanības centrā bija paraugorganisms Volvox carteri, zaļaļģe, kas sastāv no aptuveni 2000 šūnām.

Zinātnieki izmantoja fluorescējoši marķētu ECM proteīnu, ko sauc par feroforīnu II, lai vizualizētu ECM struktūras. Lai to izdarītu, viņi izmantoja konfokālo lāzera skenēšanas mikroskopu (CLSM), kas ļāva iegūt augstas izšķirtspējas ECM attēlu. Rezultāti parādīja, ka feroforīns II ir lokalizēts ECM robežstruktūrās un ārējo struktūru stabilitāte tiek saglabāta, neskatoties uz dažādām šūnām ražotām olbaltumvielām. Interesanti, ka ECM nodalījumi ievēro matemātisko k-gamma sadalījumu.

Dinamiska attīstība un pašorganizācija

Galvenais pētījuma atklājums ir šūnu spēja kolektīvi izveidot stabilas ārējās struktūras bez tiešas koordinācijas. Tas liecina par pašorganizācijas procesu. Pētnieki arī atklāja, ka ECM struktūrām ir noapaļotas vai daudzstūra robežas, kas mainās, augot aļģēm.

Pētnieku grupā bija dažādi eksperti, tostarp profesors Armīns Hallmans, Dr. Benjamins fon der Heide un Dr. Eva Laura fon der Heide no Bīlefeldes Universitātes, kā arī Anands Šrinivasans, Dr. Sumits Kumars Birva, Dr. Stefs Hēns un Kembridžas Universitātes profesors Reimonds Goldšteins. Šos sadarbības centienus atbalsta Wellcome Trust un Džona Templtona fonda finansējums.

Ekstracelulārās matricas loma

Ekstracelulārajai matricai ir izšķiroša loma šūnu komunikācijā un mijiedarbībā. Tas sastāv no neviendabīgas pamatvielas, kas ietver ūdeni, glikoproteīnus, polisaharīdus un svarīgas barības vielas. Galvenās sastāvdaļas ietver arī kolagēnus, kas veido dažāda veida šķiedras un atrodas gandrīz visos audos. Šī matrica ietekmē ne tikai audu īpašības, bet arī šūnu uzvedību, mijiedarbojoties starp olbaltumvielām un matricas komponentiem.

Pētījums arī parāda, ka 54% V. carteri gēnu ir specifiski šūnu tipiem. Ir identificēti divi galvenie šūnu tipam raksturīgie promotori: PCY1, kas ir aktīvs reproduktīvajās šūnās (gonidijās), un PFP, kas darbojas somatiskajās šūnās. Šie promotori nodrošina efektīvus molekulārus instrumentus ģenētiskai manipulācijai un gēnu funkciju izpētei V. carteri.

Kopumā pētījums parāda, cik svarīga ir ECM dinamika sarežģītu šūnu struktūru veidošanai un stabilitātei, un paver jaunas perspektīvas daudzšūnu un šūnu dalīšanās izpratnei.

Sākotnējā publikācija, ko sarakstīja Benjamins fon der Heide et al., tika publicēta 2025. gada 12. augustā, un to var atrast sadaļā DOI: 10.1073/pnas.2425759122 var apskatīties.

Lai iegūtu papildinformāciju par ekstracelulāro matricu, lūdzu, apmeklējiet Wikipedia.

V. carteri un saistīto organismu izpētei varētu būt plaši pielietojumi sintētiskajā bioloģijā un medicīniskajos pētījumos, piemēram, izstrādājot specifiskākas terapijas vai padziļinot mūsu izpratni par šūnu uzvedību.

uni-bielefeld.de ziņo, ka zinātniskie atklājumi par šūnu pašorganizēšanās spēju paver jaunas iespējas bioloģiskajos pētījumos.

Rezumējot, pētījums paplašina mūsu perspektīvas par dzīves sarežģītību un izgaismo šūnu mijiedarbību to dabiskajā vidē.