13 июня, 2021

SolusNews.com

Последние новости

Исследователи обнаружили, что механическая передача сигналов лежит в основе решения о гибели клетки.

Гидравлическая нестабильность определяет размер половых клеток и воздушных шариков. Слева: изображение двух воздушных шаров, соединенных через центральную трубку. Любой новый воздух, проходящий через белую трубку, раздувает красный шар вместо синего. Справа: конфокальное изображение вращающегося диска взаимосвязанных половых клеток C. elegans. Кортикальный актин, показывающий клеточную кору, выделен фиолетовым цветом. Миозин, определяющий отверстия зародышевых клеток, через которые две клетки обмениваются цитоплазматическим материалом, показан зеленым цветом. Предоставлено: Николя Шартье и др. Nature Physics, 20 мая 2021 г.

У многих видов, включая человека, клетки, ответственные за воспроизводство, половые клетки, часто сильно взаимосвязаны и разделяют цитоплазму. У гермафродита Caenorhabditis elegans до 500 половых клеток прикреплены друг к другу в гонадах, тканях, которые производят яйцеклетки и сперму. Эти клетки располагаются вокруг центрального цитоплазматического «прохода» и обмениваются цитоплазматическим материалом, который способствует росту клеток, в конечном итоге производя яйца, готовые к оплодотворению.


В предыдущих исследованиях исследователи обнаружили, что гонады C. elegans генерируют больше спор. клетки Их слишком много, и только половина из них вырастает в яйца, а остальные сжимаются и умирают из-за физиологической запрограммированной гибели клеток, запрограммированная гибель клеток которые встречаются у многоклеточных организмов. Теперь ученые из Дрезденского биотехнологического центра (BIOTEC), Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка (MPI-CBG) и Группы передового опыта по физике жизни (PoL) Дрезденского технического университета, Институт физики Макса Планка из сложных систем (MPI-PKS), Институт Флэтайрон, Нью-Йорк, и Калифорнийский университет, Беркли, нашли доказательства, чтобы ответить на вопрос, что определяет судьбу клетки между жизнью и смертью в зародышевой линии.

Предыдущие исследования выявили генетическую основу и биохимические сигналы, которые приводят к физиологической гибели клеток, но механизмы, которые определяют и инициируют апоптоз в отдельных половых клетках, остаются неясными. По мере созревания половых клеток вдоль гонад нематоды они сначала коллективно увеличиваются в размерах и становятся однородными. В исследовании, только что опубликованном в Природа Физика, ученые показали, что этот гомогенный рост внезапно превращается в гетерогенный рост, где некоторые клетки становятся больше, а некоторые – меньше.

Исследователь Николя Шартье из группы Стефана Гриля, соавтор исследования, объясняет: «Путем тщательного анализа размеров зародышевых клеток и потока цитоплазматического материала в живых червях и развития теоретического моделирования мы выявили гидравлическую нестабильность, которая Усиливает его. Случайные начальные небольшие различия в размере, которые вызывают увеличение размеров одних половых клеток за счет уменьшения размеров других клеток. Это явление сравнимо с двухбаллонной нестабильностью, известной физикам. Такая нестабильность возникает, когда два резиновых шара одновременно надуваются, пытаясь надуть их вместе. Раздуется только большой воздушный шар, потому что его внутреннее давление ниже, чем у меньшего воздушного шара, и, следовательно, его легче надуть ».

Это то, во что вы играете, выбирая стволовые клетки: Эти перепады давления имеют тенденцию дестабилизировать гомологичное образование зародышевых клеток равного размера, так называемую гидравлическую нестабильность, которая приводит к росту более крупных зародышевых клеток за счет меньших клеток. Путем искусственного сокращения зародыш Объемы клеток с помощью теплового насоса (метод FLUCS: индуцированный сфокусированным светом цитоплазматический поток), команда показала, что уменьшение объемов клеток запускает их экструзию и гибель, указывая на то, что, как только размер клетки становится ниже критического, апоптоз стимулируется и клетка умирает.

Используя конфокальную визуализацию, исследователи могут отобразить весь организм живого червя, чтобы получить полную и точную картину размеров всех клеток гонад, а также обмена жидкости между клетками. Стефан Гриль, представитель группы передового опыта в области физики жизни (PoL) и руководитель междисциплинарной работы, добавляет: «Эти открытия очень захватывающие, потому что они показывают, что решение о жизни и смерти в клетках является механическим по своей природе и зависит от ткани. Это помогает понять, как организм автоматически выбирает для себя. Клетка, которая станет яйцом. Более того, это исследование является еще одним примером отличного сотрудничества дрезденских биологов, физиков и математиков ».


Развитие спермы связано с раком яичек


больше информации:
Николас Т. Чартье и др., Гидравлическая нестабильность побуждает принять решение о гибели клеток в зародышевой линии нематод. Природа Физика (2021 год). DOI: 10.1038 / s41567-021-01235-x

цитата: Исследователи обнаружили, что механический сигнал лежит в основе решения о гибели клеток (2021, 31 мая). Получено 31 мая 2021 года из https://phys.org/news/2021-05-mechanical-cue-cell-death-decision. . язык программирования

Этот документ защищен авторским правом. Несмотря на честные отношения с целью частного изучения или исследования, воспроизведение какой-либо части без письменного разрешения запрещено. Контент предоставляется только в информационных целях.

READ  Марсоход НАСА Curiosity был спроектирован так, чтобы рвать собственные колеса