Η μελέτη αποκαλύπτει πώς τα κύτταρα οργανώνουν την ανάπτυξη των διαρθρωτικών τους νημάτων
Για χρόνια, οι επιστήμονες προσπαθούν να καταλάβουν πώς οι μοριακοί κινητήρες, οι οποίοι "οδηγούν" τα νήματα, είναι σε θέση να μετακινήσουν το κυτταρικό φορτίο κατά μήκος του κυτταροσκελετού. Ωστόσο, η οργάνωση και η ρύθμιση αυτών των νηματώδων δομών δεν έχουν κατανοηθεί καλά.
Οι επιστήμονες του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας και Ανθρώπινης Ανάπτυξης των Παιδιών (NICHD), μέρος των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας και οι συνεργάτες τους ανακάλυψαν ότι ο κυτταροσκελετός δεν είναι μια στατική, αμετάβλητη δομή, όπως πιστεύεται ευρέως. Αντ 'αυτού, ο κυτταροσκελετός υφίσταται δυναμικές αλλαγές που επιτρέπουν στο κύτταρο να προσαρμοστεί στο συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον του. Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι ένα σύμπλεγμα μορίων που ονομάζεται φλοιός Actomyosin (AC) ξεκινά τις μηχανικές αλλαγές που οδηγούν την αναδιάταξη του κυτταροσκελετού και την κυτταρική κίνηση.
"Τα κυτταροσκελετικά νήματα υποβάλλονται σε δυναμικές αλλαγές, που οδηγούνται από το AC, που ελέγχουν το σχήμα, την κίνηση και τη διαίρεση", δήλωσε ο κύριος ερευνητής Dr. Franck Perez. "Αυτή η ανακάλυψη αλλάζει τον παραδοσιακό τρόπο που οι επιστήμονες έχουν δει τον κυτταροσκελετό και έχει επιπτώσεις στην κατανόηση της μετανάστευσης των κυττάρων και του τρόπου με τον οποίο ο κυτταροσκελετός συμβάλλει στην ανθρώπινη νόσο".
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε την υπερσύγχρονη απεικόνιση για να εξετάσει ζωντανά, τρισδιάστατα έμβρυα zebrafish για να αποκαλύψει τη δυναμική φύση του κυτταροσκελετού και τη λειτουργία του AC. Οι ερευνητές αναφέρουν τα ευρήματά τους στο περιοδικό Developmental Cell.
Η ομάδα NICHD επέλεξε να εξετάσει τον κυτταροσκελετό των εμβρύων zebrafish επειδή τα κύτταρα υποβάλλονται σε ταχεία και εκτεταμένες κινήσεις κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Επικεντρώθηκαν στο AC, ένα δίκτυο συσσωρευμένων νηματίων ακτίνης και πρωτεϊνών κινητήρων μυοσίνης που βρίσκονται κάτω από την κυτταρική μεμβράνη. Το AC συστέλλεται για να οδηγήσει μηχανικά τις αλλαγές στο σχήμα των κυττάρων. Χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές μικροσκοπίας, η ομάδα απεικόνιζε έμβρυα zebrafish που εκφράζουν γενετικά κωδικοποιημένες ετικέτες φθορισμού που συνδέονται ειδικά με το AC.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι ο κυτταροσκελετός και το AC διασυνδέονται και δρουν ως ένας "ενοποιημένος κυτταροσκελετικός". Το AC ελέγχει την κυτταρική τάση, η οποία οδηγεί την αναδιάταξη του κυτταροσκελετού και την κυτταρική κίνηση. Αυτά τα ευρήματα παρέχουν ένα νέο πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα επιτυγχάνουν κατευθυνόμενες κινήσεις και υποβάλλονται σε αλλαγές σχήματος.
"Ο κυτταροσκελετός δεν είναι μόνο υπεύθυνος για την κυτταρική κίνηση, αλλά και οδηγεί σε κινήσεις και ανάπτυξη οργάνων κατά τη διάρκεια της εμβρυογένεσης", δήλωσε ο Δρ Perez. "Η δυσλειτουργία της κυτταροσκελετικής δυναμικής συμβάλλει στις νευροαναπτυξιακές ασθένειες, καθώς και σε καρκίνο και άλλες ανθρώπινες διαταραχές, υπογραμμίζοντας τις πιθανές κλινικές επιπτώσεις των ευρημάτων μας".
