Odkritje celične simbioze: Bielefeldski raziskovalci razkrivajo skrivnosti zunajceličnega matriksa!

Odkritje celične simbioze: Bielefeldski raziskovalci razkrivajo skrivnosti zunajceličnega matriksa!

18. avgusta 2025 je mednarodna raziskovalna skupina, vključno z univerzo Bielefeld, objavila revolucionarno študijo v revijiZbornik Nacionalne akademije znanosti(PNAS). Študija preučuje, kako celice v skupini tvorijo kompleksne strukture, zlasti z interakcijo v zunajceličnem matriksu (ECM), ki ga proizvajajo celice. V središču raziskave je bil modelni organizem Volvox carteri, zelena alga, ki je sestavljena iz okoli 2000 celic.

Znanstveniki so uporabili fluorescentno označen protein ECM, imenovan feroforin II, da bi vizualizirali strukture ECM. Za to so uporabili konfokalni laserski skenirni mikroskop (CLSM), ki je omogočil visokoločljivo sliko ECM. Rezultati so pokazali, da je feroforin II lokaliziran na mejnih strukturah ECM in da je stabilnost zunanjih struktur ohranjena kljub različnim proteinom, proizvedenim med celicami. Zanimivo je, da predelki ECM sledijo matematični porazdelitvi k-gama.

Dinamičen razvoj in samoorganizacija

Ključna ugotovitev študije je sposobnost celic, da skupaj ustvarijo stabilne zunanje strukture brez potrebe po neposredni koordinaciji. To kaže na proces samoorganizacije. Raziskovalci so tudi ugotovili, da imajo strukture ECM zaobljene ali poligonalne meje, ki se spreminjajo, ko alge rastejo.

Raziskovalno skupino so sestavljali različni strokovnjaki, med njimi profesor Armin Hallmann, dr. Benjamin von der Heyde in dr. Eva Laura von der Heyde z univerze v Bielefeldu, pa tudi Anand Srinivasan, dr. Sumit Kumar Birwa, dr. Steph Höhn in profesor Raymond Goldstein z univerze v Cambridgeu. Ta skupna prizadevanja podpirajo sredstva Wellcome Trust in John Templeton Foundation.

Vloga zunajceličnega matriksa

Zunajcelični matriks ima ključno vlogo pri celični komunikaciji in interakciji. Sestavljen je iz heterogene osnovne snovi, ki vključuje vodo, glikoproteine, polisaharide in pomembna hranila. Glavne sestavine so tudi kolageni, ki tvorijo različne vrste vlaken in so prisotni v skoraj vseh tkivih. Ta matriks ne vpliva samo na lastnosti tkiv, temveč tudi na vedenje celice prek interakcij med proteini in komponentami matriksa.

Študija tudi kaže, da je 54 % genov v V. carteri specifičnih za vrste celic. Ugotovljena sta bila dva glavna promotorja, specifična za tip celice: PCY1, ki je aktiven v reproduktivnih celicah (gonidiji), in PFP, ki deluje v somatskih celicah. Ti promotorji zagotavljajo učinkovita molekularna orodja za genetsko manipulacijo in preučevanje genskih funkcij znotraj V. carteri.

Na splošno raziskava poudarja, kako pomembna je dinamika ECM za nastanek in stabilnost kompleksnih celičnih struktur ter odpira nove perspektive za razumevanje večceličnosti in celične delitve.

Izvirna publikacija, ki so jo napisali Benjamin von der Heyde et al., je bila objavljena 12. avgusta 2025 in jo najdete pod DOI: 10.1073/pnas.2425759122 si je mogoče ogledati.

Za več informacij o zunajceličnem matriksu obiščite Wikipedia.

Študija V. carteri in sorodnih organizmov bi lahko imela široko uporabo v sintetični biologiji in medicinskih raziskavah, kot je razvoj bolj specifičnih terapij ali poglabljanje našega razumevanja vedenja celic.

uni-bielefeld.de poroča, da znanstvena dognanja o sposobnosti samoorganiziranja celic odpirajo nove poti v bioloških raziskavah.

Če povzamemo, raziskava širi naš pogled na kompleksnost življenja in osvetljuje interakcijo celic v njihovem naravnem okolju.