Descoperirea simbiozei celulare: Cercetătorii de la Bielefeld dezvăluie secretele matricei extracelulare!

Descoperirea simbiozei celulare: Cercetătorii de la Bielefeld dezvăluie secretele matricei extracelulare!

La 18 august 2025, o echipă internațională de cercetare, inclusiv Universitatea Bielefeld, a publicat un studiu revoluționar în jurnal.Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS). Studiul examinează modul în care celulele dintr-o echipă formează structuri complexe, în special prin interacțiunea din matricea extracelulară (ECM) produsă de celule. Obiectivul cercetării a fost modelul de organism Volvox carteri, o algă verde care constă din aproximativ 2.000 de celule.

Oamenii de știință au folosit o proteină ECM marcată fluorescent numită feroforină II pentru a vizualiza structurile ECM. Pentru a face acest lucru, au folosit un microscop de scanare laser confocal (CLSM), care a permis o imagine de înaltă rezoluție a ECM. Rezultatele au arătat că feroforina II este localizată la structurile limită ale ECM și stabilitatea structurilor externe este menținută în ciuda diferitelor proteine ​​​​produse între celule. Interesant este că compartimentele ECM urmează o distribuție k-gamma matematică.

Dezvoltare dinamică și autoorganizare

O constatare cheie a studiului este capacitatea celulelor de a crea în mod colectiv structuri externe stabile, fără a fi nevoie de coordonare directă. Aceasta sugerează un proces de auto-organizare. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că structurile ECM au limite rotunjite sau poligonale care se schimbă pe măsură ce algele cresc.

Echipa de cercetare a fost formată din diverși experți, printre care profesorul Armin Hallmann, dr. Benjamin von der Heyde și dr. Eva Laura von der Heyde de la Universitatea Bielefeld, precum și Anand Srinivasan, dr. Sumit Kumar Birwa, dr. Steph Höhn și profesor Raymond Goldstein de la Universitatea din Cambridge. Acest efort de colaborare este susținut de finanțare de la Wellcome Trust și John Templeton Foundation.

Rolul matricei extracelulare

Matricea extracelulară joacă un rol crucial în comunicarea și interacțiunea celulară. Constă dintr-o substanță de bază eterogenă care include apă, glicoproteine, polizaharide și substanțe nutritive importante. Componentele principale includ, de asemenea, colageni, care formează diferite tipuri de fibre și sunt prezenți în aproape fiecare țesut. Această matrice influențează nu numai proprietățile țesuturilor, ci și comportamentul celular prin interacțiunile dintre proteine ​​și componentele matricei.

Studiul mai arată că 54% dintre genele din V. carteri sunt specifice tipurilor de celule. Au fost identificați doi promotori majori specifici tipului de celule: PCY1, care este activ în celulele reproductive (gonidii) și PFP, care acționează în celulele somatice. Acești promotori oferă instrumente moleculare eficiente pentru manipularea genetică și studiul funcțiilor genelor în V. carteri.

În general, cercetarea evidențiază cât de importantă este dinamica ECM pentru formarea și stabilitatea structurilor celulare complexe și deschide noi perspective pentru înțelegerea multicelularității și diviziunii celulare.

Publicația originală, scrisă de Benjamin von der Heyde și colab., a fost publicată pe 12 august 2025 și poate fi găsită sub DOI: 10.1073/pnas.2425759122 poate fi vizualizat.

Pentru mai multe informații despre matricea extracelulară, vă rugăm să vizitați Wikipedia.

Studiul V. carteri și al organismelor înrudite ar putea avea aplicații largi în biologia sintetică și cercetarea medicală, cum ar fi dezvoltarea unor terapii mai specifice sau aprofundarea înțelegerii comportamentului celular.

uni-bielefeld.de raportează că descoperirile științifice privind capacitatea de auto-organizare a celulelor deschid noi căi în cercetarea biologică.

Pe scurt, cercetarea ne lărgește perspectivele asupra complexității vieții și aruncă lumină asupra interacțiunii celulelor în mediul lor natural.