Հայտնաբերվել է նոր ձև՝ սկուտոիդ

Հայտնաբերվել է նոր երկրաչափական ձև, որը թույլ է տալիս էպիթելային բջիջների եռաչափ փաթեթավորումը կոր հյուսվածքներ և օրգաններ ստեղծելիս:

Յուրաքանչյուր կենդանի օրգանիզմ սկսվում է որպես միայնակ բջիջ, որոնք այնուհետև բաժանվում են ավելի շատ բջիջների, որոնք հետագայում բաժանվում և ենթաբաժանում են մինչև միլիարդավոր բջիջներ ձևավորվում են ամբողջ օրգանիզմը ստեղծելու համար։ Դա ամենաառեղծվածային կողմերից մեկն է կենսաբանություն ինչպես են ձևավորվում բջիջներից սկզբում հյուսվածքները, ապա օրգանները։ Ըստ էության, սաղմի պարզ կառուցվածքը, որը ձևավորվում է միայն մի քանի բջիջներով, դառնում է կենդանի օրգանիզմ, որն ունի բարդ օրգաններ: Օրինակ, միլիոնավոր էպիթելային բջիջներ հավաքվում են միասին՝ ձևավորելու համար մարդ մաշկը՝ մեր ամենամեծ օրգանն ու ամենաուժեղ պատնեշը: Եթե ​​մեր մաշկ ամբողջովին հարթ մակերես էր, հայտնի երկրաչափական ձևերը կարող էին իրար վրա հավաքվել՝ մաշկը կառուցելու համար: Բայց քանի որ մեր մարմինը հարթ չէ, այս էպիթելային բջիջները պետք է թեքվեն և թեքվեն: Էպիթելային բջիջները ոչ միայն կազմում են մեր մաշկի արտաքին շերտը, այլ նաև երեսպատում են արյուն անոթները, ինչպես նաև բոլոր կենդանիների օրգանները: Երբ սաղմը զարգանում է, հյուսվածքները (կազմված բջիջներից) թեքվում և ձևավորում են բարդ եռաչափ ձևեր, որոնք այնուհետև դառնում են օրգաններ, ինչպիսիք են սիրտը կամ լյարդը և այլն: Էպիթելի բջիջները «շարժվում» և «միանում» են իրար՝ կազմակերպելու և սերտորեն փաթեթավորելու՝ օրգանին տալով իր վերջնական եռյակը: ծավալային ձև, քանի որ օրգանների մեծ մասը կոր կառուցվածքներ են: Կռության այս պահանջի պատճառով հասկացվում է, որ էպիթելային բջիջները, որոնք երեսպատում են օրգանները, պետք է որդեգրեն սյունաձև կամ շշերի ձևեր, որպեսզի կարողանան շրջապատել օրգանները, մինչ սաղմը մեծանում է: Էպիթելային բջիջներն ապահովում են նաև այլ գործառույթներ, ինչպիսիք են վարակների դեմ պատնեշ ձևավորելը և սննդանյութերի կլանումը:

Հայտնաբերվել է նոր ձև։

Սևիլիայի համալսարանի (Իսպանիա) և ԱՄՆ-ի Լիհայ համալսարանի գիտնականները Nature Communications-ում հրապարակված իրենց ուսումնասիրության մեջ եզրակացնում են, որ էպիթելի բջիջները նման են «ոլորված պրիզմաներին»: Այս նոր ամուր երկրաչափական ձևն անվանվել է որպես «սկուտոիդ'. Այս ձևը թույլ է տալիս էպիթելային բջիջներին հասնել իրենց նպատակին՝ օրգաններին եռաչափ ծածկույթ ապահովելու համար: Սկուտոիդը պրիզմայի նման կառույց է, որի մի կողմում կա վեց կողմ, մյուս կողմից՝ հինգ, պրիզմայի երկար եզրերից մեկի վրա եռանկյունի դեմքով: Սկուտոիդի այս եզակի կառուցվածքը հնարավորություն է տալիս դրանք իրար դասավորել հերթափոխով հնգակողմ և վեցակողմ ծայրերով, ինչը թույլ է տալիս ստեղծել կոր մակերեսներ: Այս անունը գոյություն չունի երկրաչափության մեջ և ընտրվել է հետազոտողների կողմից մանրակրկիտ ուսումնասիրությունից հետո և ելնելով միջատի կրծքավանդակի հետին ծայրը հանդիսացող բզեզի բզեզի ձևի հետ սկուտի նմանության պատճառով:

Scutoid ձեւը առատ է

Հետազոտողները օգտագործել են հաշվողական մոդելավորման տեխնիկա՝ օգտագործելով Վորոնոյի դիագրամավորումը: Սա ամենից հաճախ օգտագործվող գործիքն է՝ տարբեր ոլորտներում երկրաչափական պատկերները հասկանալու համար: Մոդելավորման փորձերը ցույց են տվել, որ երբ հյուսվածքի կորությունը մեծանում է, այդ հյուսվածքները կազմող բջիջներն օգտագործում են ավելի բարդ ձևեր, քան պարզապես սյուներն ու շշերի ձևերը, ինչպես նախկինում ենթադրվում էր: Էպիթելի բջիջները ընդունում են մի ձև, որը նախկինում նկարագրված չէ, և այս հատուկ ձևն օգնում է բջիջներին դրանք ավելի էներգաարդյունավետ դարձնել՝ միաժամանակ առավելագույնի հասցնելով կայուն փաթեթավորումը: Հետազոտողները ուշադիր ուսումնասիրել են տարբեր կենդանիների տարբեր հյուսվածքների եռաչափ փաթեթավորումը՝ նրանց տեսակետները վերլուծելու համար: Փորձարարական տվյալները ցույց են տվել, որ էպիթելային բջիջները շատ նման են 3D մոտիվներ, ինչպես կանխատեսվում են հաշվողական մոդելավորման միջոցով: Այսպիսով, սա նոր ձև Scutoid-ը օգնում է թեքվել և թեքվել և թույլ է տալիս ամենաօպտիմալ միջոցը, որպեսզի բջիջները մնան կայուն փաթեթավորված: Հենց նոր ձևի առկայության մասին հաստատվելով՝ հետազոտողները ուսումնասիրեցին այլ օրգանիզմներում սկուտիանման ձևի առկայությունը և պարզեցին, որ այդ ձևն առատորեն առկա է: Այս սկուտոիդային ձևերը հայտնաբերվել են նաև զեբրա ձկների էպիթելային բջիջներում և պտղատու ճանճերի թքագեղձերում, և հատկապես այն շրջաններում, որտեղ հյուսվածքը պետք է ավելի շատ կորի, քան հարթ տեսք ունենա:

Սա շատ հետաքրքիր և եզակի հայտնագործություն է, որը կարող է խորացնել մեր ըմբռնումը և օգնել մեզ վերահսկել օրգանների եռաչափ կազմակերպումը (մորֆոգենեզ): Այն կարող է ավելի շատ լույս սփռել, թե ինչ է տեղի ունենում, երբ օրգանը ճիշտ չի ձևավորվում, ինչը հանգեցնում է հիվանդությունների: Դա կարող է հսկայական օգնություն լինել արհեստական ​​օրգանների և հյուսվածքների ճարտարագիտության ոլորտում, քանի որ ճիշտ փաթեթավորման կառուցվածքով փայտամածներ կառուցելը կհանգեցնի ավելի լավ արդյունքների: Այս նոր ձևի հայտնաբերումը պոտենցիալ կիրառություն ունի տարբեր գիտական ​​ոլորտներում:

***

{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական ​​հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}

Աղբյուրը (ներ)

Gómez-Gálvez P et al. 2018. Scutoids-ը էպիթելիայի եռաչափ փաթեթավորման երկրաչափական լուծում է: Բնություն Communications. 9 (1).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05376-1

***