[ad_1]

سلول ها به طور مداوم در بدن ما حرکت می کنند ، و عملیات بی شماری را که برای رشد بافت ، پاسخ های ایمنی و رفاه کلی ضروری است ، انجام می دهند. این آشفتگی توسط سیگنالهای شیمیایی هدایت می شود که مدتها توسط دانشمندان علاقه مند به مهاجرت سلولی مورد مطالعه قرار گرفته است.

برای درک بهتر این پدیده ، تیمی از زیست شناسان و فیزیکدانان به سرپرستی استاد محترم دانشگاه سانتا باربارا ، دنیس مونتل ، در حال بررسی تأثیر هندسه محیط زیست بر حرکت سلول هستند. این گروه با استفاده از مدل های ریاضی و مگس های میوه ای دریافتند که فضای فیزیکی تأثیر زیادی در مهاجرت سلول ها دارد. یعنی هندسه بافت ها می تواند مسیری با حداقل مقاومت ایجاد کند که حرکت سلولی را هدایت می کند. این بینش ها در مجله منتشر شده است علوم پایه، یک پیروزی در تحقیقات اساسی است و می تواند برنامه هایی را در زمینه های مختلف مانند سرطان شناسی ، مغز و اعصاب و زیست شناسی رشد پیدا کند.

مهاجرت سلول هدفمند یکی از ویژگیهای اساسی فرایندهای بیولوژیکی است ، هم طبیعی و هم آسیب شناختی. مونتل ، پروفسور دوگان در گروه زیست شناسی مولکولی ، سلولی و رشد گفت: “بدون مهاجرت سلولی هدفمند ، جنین رشد نمی کند ، زخم ها بهبود نمی یابند و سیستم ایمنی و عصبی نه تشکیل می شوند و نه عملکردی دارند.” “با این حال مهاجرت سلولی همچنین به التهاب و متاستاز سرطان کمک می کند ، بنابراین درک مکانیسم های اساسی برای دهه ها مورد توجه قرار گرفته است.”

دانشمندان مدت هاست می دانند که سلول ها جاذب های شیمیایی را حس می کنند. بسیاری بر این باور بودند که شیب جذب شیمیایی تمام آنچه سلولها برای مهاجرت به مکانهای مورد نیاز دارند ، است. با این حال محققان به طور فزاینده ای در حال بررسی چگونگی کمک محیط فیزیکی به سلول ها برای انتخاب مسیر خود هستند. با این حال ، این یک چالش عملی است ، زیرا بازیابی هندسه بافت زنده در یک محیط مصنوعی سفارش بالایی است.

تیم مونتل با آزمایش تخمدان مگس های میوه ای – یکی از مدلهای اولیه و بهترین مطالعه مهاجرت سلولی – این سهم را به عوامل مختلف تقسیم کرد. درون تخمدان ، چندین تخمک وجود دارد که از 15 سلول شیرده و یک تخمک یا تخمک در حال رشد در یک انتهای تشکیل شده است. سلول های پرستار از رشد تخمک پشتیبانی می کنند.

حدود 850 سلول فولیکولی سلولهای پرستار و تخمک را احاطه کرده اند. از این تعداد ، یک گروه شش تا هشت نفری در بالای تخمک ، به نام سلولهای مرزی ، از بین می روند و بین مادران شیرده به تخمک مهاجرت می کنند ، جایی که آنها برای رشد نهایی تخمک بسیار مهم هستند.

این سیستم نه تنها یک مدل عالی برای مطالعه حرکت سلول به طور کلی فراهم می کند ، بلکه خوشه سلول مرزی نیز کاملاً مشابه متاستاز سرطان است. مونتل اذعان می کند: “در ابتدا ممکن است سیستم بسیار مبهم و مرموز به نظر برسد تا از آنچه غیرمنتظره است خارج شود” حتی با جزئیات مولکولی ، در مورد چگونگی حرکت سلول های سرطانی. “

مهاجرت سلول مرزی دو جز دارد. آنها به وضوح از جلو به عقب تخمک حرکت می کنند. آنچه که تاکنون کمتر مورد استقبال قرار گرفته است این است که آنها به جای حرکت در حاشیه دوربین در طول سفر خود ، در مکان مرکزی قرار دارند ، اگرچه تقریباً 40 راهروی جانبی مختلف دارند که می توانند ببرند.

محققان دریافتند که جذب کننده شیمیایی نمی تواند انتخاب مسیر مرکزی را توضیح دهد – چیز دیگری باید سلولهای مرزی را در مسیر خود نگه دارد. در حقیقت ، هنگامی که آنها توانایی سلول ها در تشخیص سیگنال های شیمیایی را از بین بردند ، محققان دریافتند که سلول ها هنوز در مرکز تخمک نگه داشته می شوند ، حتی اگر در انتهای مخالف دیگر به تخمک نرسند.

محفظه تخم مرغ پر از سلولهای زیادی است ، که یک مشکل انباشته است ، شبیه به بسته بندی گلوله ها در یک جعبه. ریاضیدانان قرن ها روی مشکلاتی از این قبیل کار کرده اند و دریافته اند که فضای بیشتری در مناطقی که سلولهای بیشتری جمع می شوند وجود دارد. این تیم با غوطه وری تخم مرغ در مایع فلورسنت که شکاف بین سلول ها را پر می کند ، این موضوع را تأیید کردند.

مونتل گفت: “سلول های مرزی به نظر می رسد مرکز را انتخاب می کنند زیرا مکانی است که فضای کمی بیشتر وجود دارد.” “آنچه بیشتر تعجب آور بود این بود که فضای فیزیکی واقعاً کوچک است ، بسیار کوچکتر از اجسامی که در آن حرکت می کنند. این فضای کوچک تفاوت ایجاد می کند.”

نویسنده همکار وی وای دای ، دانشجوی سابق دکترا در آزمایشگاه مونتل ، تخم مرغ را با دقت در زیر میکروسکوپ مطالعه کرد و آرایش سلول ها را با دقت در یک مدل سه بعدی بازآفرینی کرد. این اجازه داد که فیزیکدانان پروژه – یوانشنگ کائو و ووتر-یان راپل از دانشگاه سان دیگو و نیر گوف از موسسه علوم ویزمن در اسرائیل – یک مدل ریاضی از سیستمی ایجاد کنند که بر اساس آن شبیه سازی انجام شود.

پسر مونتل ، مدیر فنی Pixar Animation Studios ، سپس توانست نتایج مدل ریاضی را برای تفریحات تخم مرغ سه بعدی اعمال کند. نتایج این فرضیه را پشتیبانی می کند که فضای کم اضافی بین سلولها یک مسیر بهینه ایجاد می کند.

برای یافتن اینکه هندسه انبار واقعاً مسیری برای مسیر سلولهای مرزی است ، نویسنده اصلی دیگر مقاله ، Xiaoran Guo ، دانشجوی دکترای آزمایشگاه مونتل ، تخمهای جهش یافته را با 31 سلول پرستاری بررسی کرد ، برخلاف 15 سلول معمول. در موارد شلوغ تر ، سلولهای مرزی هنوز راهی را در منطقه با بیشترین محل اتصال سلول به جای مرکز فیزیکی تخمک انتخاب می کنند.

مونتل با بیان اینکه به مدت 15 سال ، سیگنال های شیمیایی به عنوان تنها راهنما در نظر گرفته شده اند ، گفت: “هندسه بافت یک مسیر مرکزی با حداقل مقاومت ایجاد می کند که اطلاعات جهت را به همان اندازه مهم ارائه می دهد.

وی گمان می کند که تعدادی از عوامل مختلف زمینه ساز رفتار سلول هستند. هنگام مسافرت ، سلول های مرزی در اطراف خود کاوش می کنند و برآمدگی های کوچکی را بر روی غشای سلول گسترش می دهند که تقریباً به همان اندازه فاصله بین پرستاران است. علاوه بر این ، سلولهای پرستار بهمراه پروتئینهایی که در آن لمس می شوند زیپ می شوند. در حال عبور از شکافهایی که چندین سلول به هم می پیوندند ، سلولهای مرزی برای فرار از بین رفتن مجبور نیستند تمام این اتصالات را قطع کنند.

نتایج مطالعه نشان می دهد که دانشمندان باید تأثیر محیط فیزیکی را در تمام مواردی که سلولها از طریق فضاهای باریک مهاجرت می کنند ، در نظر بگیرند. به عنوان مثال ، رشد مغز یا حرکت سلولهای ایمنی از طریق غدد لنفاوی و تومورها.

مونتل گفت: ورود سلول های ایمنی به تومور می تواند یک چالش باشد و شاید بخشی از این چالش هندسه بافت باشد. “چه کسی فکر می کند که آنچه واقعاً باید انجام دهیم این است که شاید تومور را شل کرده و به سلولهای ایمنی بدن کمک کند.

“این اکتشافات مفهوم جدیدی را به طرز فکر ما در مورد جذب سلولها و نحوه حرکت آنها اضافه می کند.”

[ad_2]

منبع: packge-news.ir

ایندکسر