AZ 
Embrion toxumaları hüceyrə taleyi siqnallarını yenidən formalaşdırmaq üçün maye və ya bərk maddələr kimi davrana bilər
Şreya Qoş, Avropa Molekulyar Biologiya Laboratoriyası tərəfindən
Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib
Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin
Bu, embrionun konfokal mikroskopiya bölməsidir, burada bir yarısında (sağda; firuzəyi nüvəli hüceyrələr) optogenetik alət istifadə edilərək adgeziya azalır. Müəllif: Laura Rustarazo-Calvo/EMBL
Embrional inkişaf təbiətdəki ən dinamik bioloji proseslərdən biridir. Hüceyrələr və toxumalar inanılmaz dərəcədə dəqiq qanunlara uyğun olaraq özlərini təşkil edir və yenidən təşkil edirlər, eyni zamanda çevik və möhkəm qalırlar. Alimlər getdikcə embrional toxumaların fiziki xüsusiyyətlərinin – məsələn, sərtlik və ya sərtlik – bu prosesdə oynadığı rolu araşdırırlar.
EMBL Heidelberg-in Petridou Qrupu və əməkdaşları tərəfindən aparılan yeni tədqiqatlar göstərir ki, toxuma sərtliyi yalnız embrionlar daxilində aktiv şəkildə tənzimlənmir, həm də hüceyrə qütblüyünü və taleyini müəyyən edən siqnal proseslərinə, yəni hansı hüceyrələrin nəticədə hansı toxuma növlərini əmələ gətirdiyinə güclü təsir göstərir.
Bu nəticələrə gəlmək üçün tədqiqatçılar nəzəri modelləşdirmə, inkişaf etmiş canlı mikroskopiya və dəqiq molekulyar biomühəndisliyin kombinasiyasından istifadə etdilər.
Nəticələr müvafiq olaraq Nature Physics və Nature Cell Biology jurnallarında dərc olunmuş iki məqalədə təsvir edilmişdir .
EMBL-də Qrup Rəhbəri və məqalələrin baş müəllifi Nikoletta Petridu bildirib ki, “Laboratoriyamız biologiya və fizikanın güclü inteqrasiyası ilə embriogenezi öyrənir”.
“Embrionların adətən genetik determinizmə uyğunlaşdığına inanılır – yumurta hüceyrəsi erkən inkişaf üçün lazım olan məlumatların çoxunu ehtiva edir. Lakin bu məlumatın icrası yalnız molekulyar deyil; bu, həm də hüceyrələrin fiziki olaraq necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu əhatə edir.”Oyna
00:00
00:06SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun
Yapışma sərtliyi necə tənzimləyir
Komanda tədqiqatları üçün zebra balığı embrionlarından istifadə etdi. Bu embrionlar şəffaf və müxtəlif pozuntulara qarşı həssas olduqları üçün onurğalıların embrion inkişafı üçün çox yönlü model sistemi kimi çıxış edə bilər.
İnkişafın əvvəlində embrion, çoxlu fərqli hüceyrə tiplərinə çevrilmə potensialına malik vahid pluripotent hüceyrə kütləsindən hüceyrələrin spesifik kimliklərə malik olduğu daha mürəkkəb, laylı bir quruluşa çevrilir. Tədqiqatçılar bu vacib keçid zamanı baş verən toxuma səviyyəsində dəyişikliklərə diqqət yetirdilər.
İnkişaf edən embrionda toxuma sərtliyinin necə tənzimləndiyini anlamaq üçün tədqiqatçılar kəmiyyət ölçmələri, nəzəri təhlil, genetik və optogenetik vasitələrin kombinasiyasına əsaslandılar. Onlar hüceyrə sıxlığı – hüceyrələrin toxumada nə qədər sıx yerləşməsi və hüceyrələrarası adgeziya – hüceyrələrin qonşularına nə qədər möhkəm bağlanması kimi amilləri araşdırdılar. Onlar həmçinin dənəvər materialların fizikası ilə bağlı əvvəlki tədqiqatların nəticələrindən də istifadə etdilər.
Alimlər müəyyən ediblər ki, normal inkişaf zamanı həm hüceyrə-hüceyrə adgeziyası , həm də hüceyrə sıxlığı dəyişsə də, yalnız hüceyrə-hüceyrə adgeziyası toxuma sərtliyinin əsas tənzimləyicisidir. Xüsusilə, hüceyrə-hüceyrə adgeziyasının artması toxumanın mayeyəbənzər vəziyyətdən bərk vəziyyətə keçməsinə kömək edir, bu da suyun aşağı temperaturda buza çevrilməsi kimidir.
Toxumalar bu şəkildə “sərt” və ya “donmuş” olduqda, hüceyrələr çox sıx şəkildə yığılır və ixtisaslaşmış təmaslar əmələ gətirir və toxumanı sıx və məsaməsiz edir. Tədqiqatçılar hüceyrə-hüceyrə adgeziyasının və hüceyrə sıxlığının töhfələrini eksperimental olaraq ayıraraq göstərdilər ki, hüceyrə-hüceyrə adgeziyasını dəyişdirərkən toxumalar öz təşkilatlarını əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir.
Petridou Qrupunun doktoranturayaqədərki üzvü və tədqiqatlardan birinin ilk müəllifi Laura Rustarazo-Calvo izah etdi: “Təəccüblüdür ki, hüceyrə sıxlığının eyni vaxtda artması olmadan hüceyrələrarası adgeziyanı artırmaq , maye ilə dolu böyük boşluqların əmələ gəlməsinə səbəb oldu”.
“Bu boşluqları örtən hüceyrələr polyarlaşaraq, ixtisaslaşmış zülalları lümenə baxan səthdə lokallaşdırdılar və bu da təkcə adgeziya prosesinin epitel quruluşunun aspektlərini başlada biləcəyini göstərir.”
Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .
Sərt toxumalar inkişaf siqnallarını necə tutur
Bu, bu keçidin embrionda funksional olaraq hansı rol oynadığı sualını doğurdu. Petridu dedi: “Biz aşkar etdik ki, bu xüsusiyyətlər inkişaf üçün də təlimatverici işarələr verə bilər. Xüsusilə, onlar embrion daxilindəki molekulların konsentrasiyasını dəyişdirə bilər ki, bu da öz növbəsində hüceyrələrin kimliyini nə vaxt və necə dəyişdirdiyinə təsir göstərir.”
Bunu etmək üçün komanda morfogen siqnalizasiya adlanan bir prosesi yaxından araşdırdı. Morfogenlər embrion boyunca yayılan kiçik molekullardır və onların müəyyən bir mövqedəki konsentrasiyası oradakı hüceyrələrə hansı şəxsiyyətləri əldə etməli olduqlarını bildirir.
Bu tədqiqat üçün tədqiqatçılar mezoderma və endodermanın — nəticədə bədənin daxili toxumalarının və orqanlarının əksəriyyətini, məsələn, əzələlər, ürək, birləşdirici toxumalar və bağırsaqları əmələ gətirən toxuma təbəqələrinin — formalaşmasına kömək edən Nodal adlı xüsusi bir morfogenə nəzər saldılar.
Balıqların qismən donmuş okeanda üzməkdə çətinlik çəkdiyi kimi, elm adamları toxuma sərtliyinin artmasının Nodalın müəyyən bir bölgədə ilişib qalmasına və təsir dairəsini məhdudlaşdırmasına səbəb olduğunu aşkar etdilər.
Petridu bildirib ki, “Bu, diffuziyanın biokimyəvi tənzimlənməsinə yönəlmiş morfogen qradiyentlər üzrə əvvəlki tədqiqatları tamamlayır”.
“Burada əlavə edirik ki, molekulların fiziki tutulması siqnalların məkan və zaman daxilində lokallaşdırılmasına kömək edir və toxuma spesifikasiyasının düzgün olmasını təmin edir. Bu, həmçinin siqnalları bölmələrə ayırmaq üçün bir yol təqdim edir ki, bu da vacibdir, çünki bir çox proses embrion daxilində eyni vaxtda baş verir.”
Maraqlıdır ki, bunun başqa bir təbəqəsi də mövcuddur. Düyünlü siqnal hüceyrələrarası adgeziyanı birbaşa tənzimləyə bildiyindən, bu tələ prosesi toxuma sərtliyini yerli olaraq da artıra bilər. Bu, mahiyyət etibarilə geribildirim dövrəsinə səbəb olur.
Petridou Qrupunun Bridging Postdoctoral Təqaüdçüsü və tədqiqatlardan birinin ilk müəllifi Kamilla Autorino bildirib ki, “Toxuma mexanikası və morfogen siqnalizasiyasının iki prosesi dərindən öyrənilib, lakin nadir hallarda bir-biri ilə əlaqələndirilib”.
“Bu iş zamanı onların inkişaf üzərində bir-birini dinamik şəkildə tənzimlədiyinə dair getdikcə daha çox dəlil əldə etdik: irəliləmək üçün bir-birlərinə ehtiyac duyurlar. Bu tapıntılar fənlərarası işin bioloji mexanizmlər haqqında anlayışımızı necə artıra biləcəyini vurğulayır.”
Tədqiqatlar Böyük Britaniyanın Fransis Krik İnstitutundakı Zena Hadjivasiliou və Avstriyanın Qrats Universitetinin Bernat Korominas-Murtra laboratoriyaları ilə əməkdaşlığı əhatə edirdi. Hadjivasiliou komandası bioloji təşkilatı anlamaq üçün morfogen siqnalizasiya kimi konsentrasiya qradiyentlərini əhatə edən prosesləri sıralamağa kömək edə bilən bir növ riyazi model olan reaksiya-diffuziya sistemlərindən istifadə üzrə mütəxəssislərdir.
Digər tərəfdən, Korominas-Murtranın komandası bioloji mürəkkəbliyin ortaya çıxmasının əsasını təşkil edən statistik fizikanı araşdırır.
Petridu bildirib ki, “Bu tədqiqatlar göstərir ki, toxuma materialının xüsusiyyətləri mexaniki deformasiyaya imkan verməkdən daha çox şey edir – onlar bioloji məlumatlara aktiv şəkildə təsir göstərir”.
“Toxuma material vəziyyətləri və onların keçidləri inkişaf biologiyasına dərindən inteqrasiya olunub və fiziki və biokimyəvi proseslər arasında davamlı qarşılıqlı təsir müşahidə olunur.”
Nəşr detalları
Rustarazo-Calvo, L. və b. Sıxlıqla əlaqəli sıxılmadan ayrılan yapışma ilə idarə olunan sərtlik keçidi, embrion toxumalarında epitel quruluşunu tetikler., Nature Physics (2026). DOI: 10.1038/s41567-026-03276-6
Camilla Autorino və digərləri, Toxuma sərtliyi faza keçid formaları morfogen qradiyentləri, Nature Cell Biology (2026). DOI: 10.1038/s41556-026-01954-4
Jurnal məlumatları: Təbiət Hüceyrə Biologiyası , Təbiət Fizikası
Əsas anlayışlar
inkişaf biologiyasıaslan balıqlarıHüceyrə quruluşu, fiziologiyası və dinamikasıMexaniki deformasiyaFaza keçidləriSalfetlər
Avropa Molekulyar Biologiya Laboratoriyası tərəfindən təmin edilir
