מחקר כנפי זבוב פירות מציע צוהר למומים מולדים

פרסומת
X-ray_Promo1


אם כנפי זבוב הפירות לא יתפתחו לצורה הנכונה, הזבובים ימותו. חוקרי UC Riverside למדו כיצד תאי עוברי זבובים מתפתחים כפי שהם צריכים, ופותחים צוהר להתפתחות אנושית ולטיפולים אפשריים למומים מולדים.

פרסומת

ביולוגים חוקרים לעתים קרובות את התפתחות הרקמה על ידי חקר חלקים של תאים בודדים. לעומת זאת, צוות UCR השתמש בכמה ממחשבי העל החזקים ביותר בקליפורניה כדי לדמות תאים רבים שפועלים יחד.

הצוות בחן את התכונות המכניות של התאים, כמו גמישותם ולחץ הנוזלים שלהם. הם גם חקרו כיצד קבוצה של סוגי תאים שונים הנקראים 'דיסק כנפיים' מתחלקת ובסופו של דבר הופכת לרקמת כנף. הממצאים שלהם מפורטים בכתב העת תקשורת טבע.

"דגמנו מאות תאים, בניסיון להבין כיצד הם מקיימים אינטראקציה זה עם זה, במקרה הזה להפוך לכנף של זבוב פירות", אמר מארק אלבר, פרופסור מכובד למתמטיקה ב-UCR ומחבר שותף בכיר של המחקר.

בשיתוף פעולה הדוק עם ביו-מהנדסים וביולוגים כמותיים מאוניברסיטת נוטרדאם, החוקרים ראו שבשלבי הפיתוח המוקדמים יותר דיסק הכנף מעוקל באופן אחיד. אבל בשלבים מאוחרים יותר, החלק העליון שומר על הקימור שלו בעוד החלק התחתון משתטח.

"הדיסק, במבט חתך, מתחיל כמשהו שטוח שעובר לצורה דמוית קשת בענן. מאוחר יותר, החלק העליון שומר על הצורה, אבל התחתון האמצעי משתטח, כך שיש לנו חלק העליון והתחתון שלא משקפים זה את זה יותר", אמרה ג'ניפר ראנג'ל אמבריז, דוקטורנטית למתמטיקה של UCR וכותבת שותפה ראשונה במאמר.

"רצינו להבין מה גורם לצורה הזו, מכיוון שהזבובים לא יעופו, או ישרדו, אם ההתפתחות לא מתרחשת כמו שצריך", אמר ראנג'ל אמבריז.

הקבוצה גילתה שמבנה תת-תאי הנקרא אקטומיוזין מניע חלק גדול מתהליך הפיתוח, במיוחד את השטחת הדיסק בכנף התחתונה. מבנה זה הוא רשת דינמית של סיבי אקטין המשפיעה על מידת הנוקשות או הגבוהה של התאים.

במהלך חלוקת תאים וגדילה, האקטומיוזין דוחף את גרעיני התאים השונים קדימה ואחורה כדי להשפיע על צורותיהם של תאים בודדים המרכיבים את דיסק הכנף.

"כדי שתא יתחלק, הגרעין צריך לעבור לאזור העליון של התא, והוא עושה זאת בהתבסס על רשת האקטומיוזין", אמר ראנג'ל אמבריז. "זה כמו אגרוף על שפופרת של משחת שיניים. כשאתה לוחץ את החלק התחתון, זה מזיז הכל למעלה".

Actomyosin מתחבר גם למרכיב מפתח הנקרא המטריצה ​​החוץ-תאית, או ECM, המורכב מקולגן. התאים בדיסק הכנף נצמדים ל-ECM, מה שמונע מהם להיסחף רחוק מדי אחד מהשני, במיוחד כאשר התאים מתחלקים. גם לגמישות או קשיחות היחסית של ה-ECM יש השפעה חשובה על צורת הרקמה והתפתחותה.

בהמשך, החוקרים מקווים להשיג הבנה טובה יותר של האותות הגנטיים והכימיים המשפיעים על האקטומיוזין. בעוד שגורמים מכניים, כגון לחץ ומתח פני הממברנה בתאים, משפיעים גם על צורת הרקמה, סביר להניח שאותות כימיים שונים ממלאים תפקיד חשוב.

פרויקט זה ממומן על ידי מענק של הקרן הלאומית למדע שבו אלבר הוא החוקר הראשי, יחד עם החוקרים השותפים וייטאו צ'ן מ-UCR, וג'רמיה ג'יי זרטמן ואלכסנדר דאולינג מ-UND. הצוות פועל לקראת המטרה של קביעת מנגנונים המסייעים להחזיר רקמות פגועות לתפקודן הרגיל.

"בעובר, אם חותכים תא או אפילו כמה תאים, הרקמה עדיין ממשיכה להתפתח כפי שהיא צריכה", אמר אלבר. "למה שאנחנו יודעים עכשיו על גורמים המשפיעים על התפתחות רקמות, יכול להיות שימושים מעבר לזבובי פירות ואולי לאפשר התחדשות רקמות בבני אדם או בבעלי חיים."

יתר על כן, הצוות מקווה שהממצאים שלהם יכולים לשמש גם לתיקון פגמים ביצירת רקמות אנושיות.

"דגמי הזבובים שלנו עשויים לאפשר לנו לחבר את הגורמים השולטים בהתפתחות הרקמה לגנים ספציפיים, לזהות כאלה שמקדמים מומים מולדים מסוימים, ובסופו של דבר לתכנת מחדש או לתקן אותם", אמר ראנג'ל אמבריז.



קישור לכתבת המקור – 2024-05-17 18:15:13

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר

זמרי אופרה צריכים להשתמש בגבולות הקיצוניים של טווח הקול שלהם. מקורות פדגוגיים ומדעיים רבים מצביעים…