Upptäckt av cellsymbios: Bielefeld-forskare avslöjar hemligheterna bakom den extracellulära matrisen!

Upptäckt av cellsymbios: Bielefeld-forskare avslöjar hemligheterna bakom den extracellulära matrisen!

Den 18 augusti 2025 publicerade ett internationellt forskarlag, inklusive Bielefeld University, en banbrytande studie i tidskriftenProceedings of the National Academy of Sciences(PNAS). Studien undersöker hur celler i ett team bildar komplexa strukturer, särskilt genom interaktionen i den extracellulära matrisen (ECM) som produceras av celler. Fokus för forskningen var modellorganismen Volvox carteri, en grön alg som består av cirka 2 000 celler.

Forskarna använde ett fluorescensmärkt ECM-protein som heter ferophorin II för att visualisera ECM:s strukturer. För att göra detta använde de ett konfokalt laserskanningsmikroskop (CLSM), som möjliggjorde en högupplöst bild av ECM. Resultaten visade att ferophorin II är lokaliserat vid gränsstrukturer för ECM och stabiliteten hos de externa strukturerna bibehålls trots olika proteiner som produceras mellan celler. Intressant nog följer avdelningarna i ECM en matematisk k-gamma-fördelning.

Dynamisk utveckling och självorganisering

Ett nyckelfynd av studien är cellers förmåga att tillsammans skapa stabila yttre strukturer utan behov av direkt koordination. Detta antyder en process av självorganisering. Forskarna fann också att ECM-strukturerna har rundade eller polygonala gränser som förändras när algerna växer.

Forskargruppen bestod av olika experter, bland annat professor Armin Hallmann, Dr Benjamin von der Heyde och Dr Eva Laura von der Heyde från Bielefeld University, samt Anand Srinivasan, Dr Sumit Kumar Birwa, Dr Steph Höhn och professor Raymond Goldstein från University of Cambridge. Detta samarbete stöds av finansiering från Wellcome Trust och John Templeton Foundation.

Den extracellulära matrisens roll

Den extracellulära matrisen spelar en avgörande roll i cellkommunikation och interaktion. Den består av ett heterogent grundämne som inkluderar vatten, glykoproteiner, polysackarider och viktiga näringsämnen. Huvudkomponenterna inkluderar också kollagener, som bildar olika typer av fibrer och finns i nästan varje vävnad. Denna matris påverkar inte bara egenskaperna hos vävnader, utan också cellbeteende genom interaktioner mellan proteiner och matriskomponenter.

Studien visar också att 54 % av generna i V. carteri är specifika för celltyper. Två huvudsakliga celltypsspecifika promotorer har identifierats: PCY1, som är aktivt i reproduktionsceller (gonidier), och PFP, som verkar i somatiska celler. Dessa promotorer tillhandahåller effektiva molekylära verktyg för genetisk manipulation och studiet av genfunktioner inom V. carteri.

Sammantaget belyser forskningen hur viktig dynamiken i ECM är för bildandet och stabiliteten av komplexa cellstrukturer och öppnar för nya perspektiv för att förstå multicellularitet och celldelning.

Den ursprungliga publikationen, skriven av Benjamin von der Heyde et al., publicerades den 12 augusti 2025 och kan hittas under DOI: 10.1073/pnas.2425759122 kan ses.

För mer information om den extracellulära matrisen besök Wikipedia.

Studiet av V. carteri och relaterade organismer kan ha breda tillämpningar inom syntetisk biologi och medicinsk forskning, som att utveckla mer specifika terapier eller fördjupa vår förståelse av cellbeteende.

uni-bielefeld.de rapporterar att vetenskapliga rön om cellers självorganiserande förmåga öppnar nya vägar inom biologisk forskning.

Sammanfattningsvis vidgar forskningen våra perspektiv på livets komplexitet och belyser cellers interaktion i sin naturliga miljö.