REKLÁM

Új alakot fedeztek fel: Scutoid

Új geometriai formát fedeztek fel, amely lehetővé teszi a hámsejtek háromdimenziós tömörítését görbe szövetek és szervek készítésekor.

Minden élő szervezet egyetlen sejtként kezdődik, amelyek aztán további sejtekre osztódnak, amelyek tovább osztódnak és osztódnak, amíg sejtmilliárdok jönnek létre, hogy létrehozzák az egész szervezetet. A biológia egyik legrejtélyesebb aspektusa, ahogy a sejtekből kiindulva először szövetek, majd szervek keletkeznek. Lényegében az embrió egy egyszerű szerkezete, amelyet csak néhány sejt alkot, összetett szervekkel rendelkező élő szervezetté válik. Például hámsejtek milliói csomagolódnak egymáshoz, és alkotják az emberi bőrt, amely a legnagyobb szervünk és a legerősebb védőgát. Ha a bőrünk teljesen sík felület lenne, akkor az ismert geometriai formákat egymásra halmozhatnák, hogy bőrt építsenek. De mivel testünk nem lapos, ezeknek a hámsejteknek meg kell görbülniük és meg kell görbülniük. A hámsejtek nemcsak a bőrünk külső rétegét alkotják, hanem az ereket és a szerveket is bevonják minden állatban. Amikor egy embrió fejlődik, a (sejtekből álló) szövetek meghajlanak és összetett háromdimenziós alakzatokat alkotnak, amelyek aztán olyan szervekké válnak, mint a szív vagy a máj stb. A kiindulási tömbök a hámsejtek „mozognak” és „csatlakoznak” egymáshoz, hogy megszervezzék és szorosan összetömörödjenek. adja meg egy szervnek a végső háromdimenziós formáját, mivel a legtöbb szerv ívelt szerkezet. A görbület ezen követelménye miatt érthető, hogy a szerveket bélelő hámsejteknek oszlopos vagy palackos alakot kell felvenniük ahhoz, hogy körülvegyék a szerveket az embrió növekedése közben. A hámsejtek más funkciókat is ellátnak, például gátat képeznek a fertőzésekkel szemben és a tápanyagok felszívódását.

Új formát fedeztek fel!

A spanyolországi Sevilla Egyetem és az egyesült államokbeli Lehigh Egyetem kutatói a Nature Communications-ben megjelent tanulmányukban arra a következtetésre jutottak, hogy a hámsejtek a „csavart prizmákhoz” hasonló alakot vesznek fel. Ezt az új tömör geometriai alakzatot ""scutoid'. Ez az alak lehetővé teszi a hámsejtek számára, hogy elérjék céljukat, hogy háromdimenziós borítást biztosítsanak a szerveknek. A Scutoid egy prizmaszerű szerkezet, amelynek egyik oldalán hat, a másikon öt oldala van, valamint a prizma egyik hosszú élén háromszöglap található. Ez az egyedülálló scutoid szerkezet lehetővé teszi, hogy egymásra rakják egymást váltakozó öt- és hatoldalas végekkel, lehetővé téve az íves felületek kialakítását. Ez a név nem létezik a geometriában, és a kutatók alapos megfontolás után választották ki, mivel a scutoid hasonló a bogár scutellum alakjával, amely a rovar mellkasának hátsó vége.

Scutoid alakja bőséges

A kutatók számítási modellezési technikát alkalmaztak Voronoi diagramok felhasználásával. Ez a leggyakrabban használt eszköz a különböző mezők geometriai alakzatainak megértéséhez. A modellezési kísérletek azt mutatták, hogy a szövet görbületének növekedésével az ezeket a szöveteket alkotó sejtek bonyolultabb formákat használtak, mint az oszlopok és palackformák, ahogy korábban hitték. A hámsejtek olyan formát vesznek fel, amelyet korábban nem írtak le, és ez a különleges forma segít a sejteknek energiahatékonyabbá tenni őket, miközben maximalizálja az egyenletes tömítést. A kutatók alaposan megvizsgálták a különböző állatok különböző szöveteinek háromdimenziós csomagolását, hogy elemezzék véleményüket. Kísérleti adatok azt mutatták, hogy az epiteliális sejtek nagyon hasonlókat vesznek fel 3D motívumok, ahogy azt a számítógépes modellezés előre jelezte. Szóval ez új forma A scutoid segít a hajlításban és hajlításban, és lehetővé teszi a sejtek legoptimálisabb módját, hogy stabilan tömve maradjanak. Miután megállapították, hogy egy új alak létezik, a kutatók más szervezetekben is megvizsgálták a scutoid-szerű alak jelenlétét, és azt találták, hogy ez az alak bőségesen jelen van. Ezeket a scutoid-szerű formákat a zebrahalak hámsejtjeiben és a gyümölcslegyek nyálmirigyeiben is megtalálták, és különösen azokon a területeken, ahol a szövetnek leginkább görbülnie kell, nem pedig lapos megjelenésűnek.

Ez egy nagyon érdekes és egyedülálló felfedezés, amely elősegítheti a megértést, és segít a szervek háromdimenziós szerveződésének (morfogenezis) szabályozásában. Több fényt deríthet arra, hogy mi történik, ha egy szerv nem megfelelően alakul ki, ami betegségekhez vezet. Óriási segítséget jelenthet a mesterséges szervek termesztése és a szövetfejlesztés területén, mivel a megfelelő csomagolási szerkezetű állványok építése jobb eredményekhez vezet. Ennek az új alakzatnak a felfedezése számos tudományos területen potenciálisan alkalmazható.

***

{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}

Forrás (ok)

Gómez-Gálvez P et al. 2018. A scutoidok geometriai megoldást jelentenek a hám háromdimenziós csomagolására. Nature Communications. 9. (1) bekezdése alapján.
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05376-1

***

SCIEU csapat
SCIEU csapathttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Jelentős előrelépések a tudományban. Hatás az emberiségre. Inspiráló elmék.

Iratkozzon fel hírlevelünkre

A legfrissebb hírekkel, ajánlatokkal és külön értesítésekkel kell frissíteni.

Legnépszerűbb cikkek

Singlet-fission napelem: hatékony módszer a napfény elektromos árammá alakítására

Az MIT tudósai érzékenyítették a meglévő szilícium napelemeket...

Az anyai életmódbeli beavatkozások csökkentik az alacsony születési súlyú baba kockázatát

Klinikai vizsgálat magas kockázatú terhes nők számára...

Exobolygó-tanulmány: A TRAPPIST-1 bolygói sűrűségükben hasonlóak

Egy friss tanulmány kimutatta, hogy mind a hét...
- Reklám -
94,873VentilátorokMint
47,763KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás