משטחים מעוקלים נמצאים בכל מקום ברקמות ביולוגיות. הם מספקים למשל את שטח הפנים המוגדל הנחוץ לספיגת חומרים מזינים במעי או לחילופי גזים בריאות. יותר ויותר עדויות מצביעות על כך שתאים מסוגלים לחוש אם הם נמצאים בסביבה שטוחה או מעוקלת. עקמומיות תלת מימדית יכולה להשפיע על תהליכים רבים כמו תנועת תאים, התפתחות תאי גזע ואפילו התקדמות המחלה. עם זאת, המנגנונים הבסיסיים שבאמצעותם תאים חשים את העקמומיות וכיצד זה מכתיב בסופו של דבר את התנהגותם פחות ברורים.
עכשיו, מחקר ב פיזיקת הטבע בהובלת הדוקטורנט Marine Luciano ופרופסור סילבן גבריאל מאוניברסיטת מונס בבלגיה בשיתוף עם הפוסט-דוקטורט שי-ליי שו ופרופסור אדוארד האנזו ב-IST אוסטריה חשפו כמה ממצאים חדשים. החוקרים מצאו את המנגנונים המווסתים את התנהגות התאים בהתאם לשינוי העקמומיות של הסביבה.
הצוות של גבריאל שיחזר את דפוסי הקיפול שנצפו ברקמות חיות בצורה מאוד מבוקרת על ידי פיתוח שיטה לגידול תאים על משטחים מעוקלים באמצעות הידרוג'לים רכים – ג'לים העשויים ממולקולות ארוכות הלוכדות מים ביניהם. זה היה חשוב מכיוון שקשה מאוד לראות בבירור את ההשפעות של עקמומיות ברקמות חיות מורכבות. יש להם לולאות משוב רבות בהתאם לצורה שלהם, מה שמקשה על ההבחנה בין סיבה ותוצאה. למשטחים שנבנו במיוחד אלה יש עמקים והרים בגדלים של מאית עד עשירית המילימטר. הניסויים הראו שתאים הגדלים על משטחים אלה נוטים להתפשט דק על ההרים ולהתאסף בעמקים.
ב-IST Austria, Xue והאנזו פיתחו מודל תיאורטי מרכזי המסביר את ההתפלגות הניסויית של תאים על המשטחים. הם השתמשו בעקרון הפיזיקלי הפשוט של מזעור אנרגיה. מודל התא שלהם שואב השראה מהפיזיקה של הקצף והוביל להבנה כיצד העקמומיות שולטת בחלוקת התאים על פני השטח ולכן גם את צורתם וצפיפותם באזור. זה כבר היה ידוע שתאים יכולים לחוש את הצפיפות של תאים אחרים סביבם ושזה שולט במנגנון הביוכימי שלהם. לכן, ביוכימיקלים כמו החלבונים הקשורים ל-yes (YAP) – סמנים מרכזיים של תאי גזע – מושפעים מהעקמומיות באמצעות חישת צפיפות.
מחקר זה מזהה כיצד חישת עקמומיות משפיעה על מסלולים מרובים בהתפתחות התא. סוג זה של מחקר בין-תחומי המשלב כימיה פיזיקלית, ביולוגיה של התא ופיזיקה תיאורטית שוב שופך אור על מנגנון תאי שלא הובנה עד כה.
מקור הסיפור:
חומרים המסופק על ידי המכון למדע וטכנולוגיה אוסטריה. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.
.
קישור לכתבת המקור – 2021-11-19 03:36:18
