Studiul arată cum celulele folosesc tentacule asemănătoare caracatiței pentru a se mișca în jurul corpului

Studiul arată cum celulele folosesc tentacule asemănătoare caracatiței pentru a se mișca în jurul corpului

Cu ajutorul celor mai bune pensete din lume, o echipă de cercetători de la Universitatea din Copenhaga a aruncat o nouă lumină asupra unui mecanism fundamental din toate celulele vii care le ajută să exploreze mediul înconjurător și chiar să invadeze țesuturile, tulburările neurologice și multe altele.

Folosind tentacule asemănătoare caracatiței, o celulă împinge spre ținta sa, o bacterie, ca un prădător care își urmărește prada. Scena s-ar putea desfășura într-un program de natură. În schimb, urmărirea este observată la scară nanometrică printr-un microscop la Institutul Niels Bohr de la Universitatea din Copenhaga Înregistrarea la microscop arată o celulă imunitară umană urmărind și apoi devorând o bacterie.

Cu noul lor studiu, o echipă de cercetători danezi a adăugat la înțelegerea lumii despre modul în care celulele folosesc tentacule asemănătoare caracatiței numite filopodia pentru a se mișca în corpul nostru. Această descoperire despre modul în care celulele se mișcă nu a fost niciodată abordată. Studiul este publicat astăzi. în renumitul jurnal, Nature Communications.

Deși celula nu are ochi sau simț al mirosului, suprafața sa este echipată cu filopodii ultra-subțiri care seamănă cu tentaculele de caracatiță încurcate.Aceste filopodii ajută o celulă să se miște spre o bacterie și, în același timp, acționează ca simțuri senzoriale care identifică bacteria ca pradă.”


Profesor asociat Poul Martin Bendix, șeful laboratorului de biofizică experimentală, Institutul Niels Bohr

Descoperirea nu este că filopodia acționează ca dispozitive senzoriale – care era deja bine stabilit – ci mai degrabă despre modul în care se pot roti și se pot comporta mecanic, ceea ce ajută o celulă să se miște, ca atunci când o celulă canceroasă invadează un țesut nou.

„În mod evident, rezultatele noastre sunt de interes pentru cercetătorii în cancer. Celulele canceroase sunt remarcate pentru că sunt foarte invazive. Și, este rezonabil să credem că sunt dependente în special de eficacitatea filopodiilor lor, în ceea ce privește examinarea mediului înconjurător și facilitarea lor. Deci, este de imaginat că prin găsirea unor modalități de inhibare a filopodiilor celulelor canceroase, creșterea cancerului poate fi blocată”, explică profesorul asociat Poul Martin Bendix.

Din acest motiv, cercetătorii de la Centrul de Cercetare al Societății Daneze de Cancer fac parte din echipa din spatele descoperirii. Printre altele, cercetătorii în cancer sunt interesați dacă întreruperea producției de anumite proteine ​​poate inhiba mecanismele de transport care sunt importante pentru filopodia celulelor canceroase.

Motorul celulei și lanterna de tăiere

Potrivit lui Poul Martin Bendix, funcția mecanică a filopodiei poate fi comparată cu o bandă de cauciuc.Nerăsucită, o bandă de cauciuc nu are putere.Dar dacă o răsuciți, se contractă.Această combinație de răsucire și contracție ajută o celulă să se miște direcțional și face filopodia foarte flexibilă.

„Sunt capabili să se îndoaie – să se răsucească, dacă vrei – într-un mod care le permite să exploreze întregul spațiu din jurul celulei și chiar pot pătrunde în țesuturile din mediul lor”, spune autorul principal, Natascha Leijnse.

Mecanismul descoperit de cercetătorii danezi pare să fie găsit în toate celulele vii.Pe lângă celulele canceroase, este de asemenea relevant să se studieze importanța filopodiilor în alte tipuri de celule, cum ar fi celulele stem embrionare și celulele creierului, care sunt foarte dependente de filopodia pentru dezvoltarea lor.

Studierea celulelor cu cele mai bune pensete din lume

Proiectul a implicat o colaborare interdisciplinară la Institutul Niels Bohr, unde profesorul asociat Amin Doostmohammadi, care conduce un grup de cercetare care simulează materiale biologic active, a contribuit la modelarea comportamentului filopodiilor.

„Este foarte interesant că Amin Doostmohammadi ar putea simula mișcările mecanice la care am asistat la microscop, complet independent de detaliile chimice și biologice”, explică Poul Martin Bendix.

Principalul motiv pentru care echipa a reușit să fie prima care a descris comportamentul mecanic al filopodiilor este că NBI are echipamente unice pentru acest tip de experiment, precum și cercetători calificați cu o experiență extraordinară în lucrul cu pensete optice.Când un obiect este extraordinar de mic, Cu toate acestea, poate fi ținut și mutat folosind un fascicul laser cu o lungime de undă calibrată cu atenție pentru obiectul studiat. Aceasta se numește pensetă optică.

„La NBI, avem unele dintre cele mai bune pensete optice din lume pentru studii biomecanice. Experimentele necesită utilizarea mai multor pensete optice și desfășurarea simultană a microscopiei ultrafine”, explică Poul Martin Bendix.

Conducerea studiului alături de Poul Martin Bendix și profesor asistent Natascha Leijnse a fost cercetătorul tehnic NBI Younes Barooji.Articolul despre filopodia celulară este publicat astăzi în Comunicarea naturii..

Sursă:

Universitatea din Copenhaga –Facultatea de Științe

Referința jurnalului:

Leijnse, N., et al. (2022) Filopodia se rotește și se rotește prin generarea activă de răsucire a arborelui lor de actină. Comunicarea naturii.. doi.org/10.1038/s41467-022-28961-x.

..

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată.