HHÇ site için ilan 2

Hücrelerin çevreyi algılama biçimleri

hücrelerin çevreyi algılaması

Hücreler çevrelerini saran fiziksel dünyayı araştırmak için ufak duyargaçlarını kullanır. Fakat bu minik sensörler çevreye dair ne miktarda keşif sağlayabilir? Princeton Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından yürütülen yeni bir çalışma, tipik bir hücrenin bulunduğu ortamdaki dokunun sertlik veya esneklik açısından büyük ölçüde çeşitlilik gösterdiğini ve hücrenin çevresiyle ilgili anlamlı miktar bilgi toplayabilmek için hareket etmesi ve şekil değiştirmesi gerektiğini ortaya çıkardı. Bulgular, hücrelerin mekanik işaretlere nasıl cevap verdiklerinin anlaşılması ve göç eden tümör hücreleri yeni bir organı koloni haline getirdiğinde veya bağışıklık hücreleri yara iyileşme sürecine katıldıklarında neler olduğunun açıklanması konusunda yardımcı olabilir.

18 Temmuz’da Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışmanın yazarlarından, Princeton’dan Prof. Ned Wingreen konuyla ilgili olarak “Çalışmamız hücrelerin kas veya kemik dokusu gibi ortamları nasıl algıladığına bakıyor” diyor. “Bu dokular hücresel ölçekte oldukça karışıktır ve hücreler sadece hemen yakın çevresindeki alanda ölçüm yapabilir. Biz işte bu süreci modellemek istedik.”

Vücuttaki organ ve dokular hücre dışı (ekstrasellüler) matris denilen, hücrelerin yaşayabilmesi, hareket edebilmesi ve spesifik fonksiyonları gerçekleştirmek için farklılaşabilmesi için iskele görevi gören lif zengini yapılarla sarılıp sarmalanmıştır. Hücreler hücre yüzeyinden uzattıkları yapışkan proteinler aracılığıyla yakındaki lifleri üstlerine çeker ve bu şekilde matrisle etkileşime girer. Bu işleme İngilizce’de “mechanosensing” deniyor. Genellikle suni düz yüzeyler kullanılarak yapılan geçmişteki çalışmaların gösterdiği üzere, hücreler bu dokunuş aracılığıyla aldıkları geri bildirimden yararlanarak ortamın sertlik veya elastikliğini tespit edebiliyor. Fakat doğal bir matrisin tüm fiberleri karmaşık 3-boyutlu bir ağ içerisinde birbirleriyle bağlantılı olduklarından, hücrelerin yakın çevrelerinden ne kadar kullanışlı bilgi toplayabildikleri açık değildi.

Bunu anlamak için araştırmacılar ten, kemik, kas ve bağlantı dokularında bulunan kolajen proteinlerden oluşan bir matris içerisindeki tipik bir hücreyi modelleyerek bir bilgisayar simülasyonu oluşturdu. Ekip ayrıca kan pıhtısını meydana getiren sağlam ve ipliksi bir protein olan fibrin ağının içerisinde bulunan bir hücreyi de modelledi.

Bu modeller aracılığıyla araştırmacılar şu soruyu sorabildi: Hücreler çevrelerindeki ortamı algılayarak ortamın sertliği veya esnekliğiyle ilgili yararlı olacak ölçüde bilgi toplayabiliyor mu? Eğer cevap “evet” ise, bulgular hücrelerin çevre koşullarına nasıl tepki verdikleri meselesine ışık tutabilir. Örneğin, çalışma kanser hücrelerinin büyümelerine elverişli yapıya sahip bir organa ulaştıklarını nasıl tespit ettiklerinin veya bir yaraya ulaşan hücrelerin iyileşmeyi desteklemek için protein salgılamaları gerektiğini nasıl bilebildiklerinin anlaşılmasına yardımcı olabilir.

Araştırmacılar hücrelerin yakınlardaki lifleri çekmesi sonucu lif ağlarının ne ölçüde deforme olabileceğini hesapladı. Bulgulara göre, hem kolajen hem de fibrin ağları -bükülmeye daha yatkın olanlardan çok sert olanlara değin- geniş çeşitlilikte kolektif sertliğe sahip lif konfigürasyonları içeriyor. Dahası bu bölgeler birbirleriyle yan yana bulunabiliyor. Sonuç olarak, hücre yan yana iki noktanın birinde sertlik, ötekinde ise esneklik tespit edebilir ki bu, hücrenin dokunuş aracılığıyla nasıl bir tip doku üzerinde bulunduğunu öğrenmesini zorlaştıran bir durum. Wingreen bununla ilgili olarak, “Hücrenin bulunduğu ortamın kısa bir mesafe içerisinde dahi nasıl hızlı değiştiğini keşfettiğimizde oldukça şaşırdık” diyor.

Araştırmacılar hücrenin çevreyle ilgili tutarlı bir değerlendirmede bulunabilmesi için hücrenin hareket etmesi ve ayrıca şekil değiştirmesi (mesela matrisin farklı bir bölgesini kapsayacak şekilde uzaması) gerektiği sonucuna vardırlar. “Simülasyonumuzdan edindiğimiz bilgiler deneycilerin bulgularıyla uyuşuyor” diyor Wingreen ve ekliyor, “Çalışmamız, hücrelerin içerisinde bulundukları dokuları algılamak için yeni ve ‘akıllı’ stratejiler kullanıyor olabileceklerini ortaya çıkarttı.”

 

Çeviren: Cem Oran

Barselona Ünv. Astrofizik ve Uzay Bilimleri Blm. YL

 

Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170718084522.htm

 

Görsel açıklaması: Araştırmacılar -mesela bir tümör hücresi yeni bir organ veya dokuyu istila edeceği zaman- hücrelerin üzerinde bulundukları dokuyu nasıl algıladıklarını göstermek için bir bilgisayar simülasyonu oluşturdu. Bu bilgisayar simülasyonu hücrelerin içerisinde yaşadıkları hücre dışı (ekstrasellüler) matrisi oluşturan kolajen lifleri resmediyor. Bu lifler bölgesel olarak esneklik açısından oldukça farklılık gösteriyor. Mavi ile gösterilmiş lifler hücreye güçlü bir şekilde tepki verirken, kırmızı olanlar zorlukla tepki veriyor. Hücreleri çevreleyen alanın yerel olarak şaşırtıcı derecede değişkenlik göstermesi, hücrenin (yeşil ok ile gösterilmiş) etrafının sertlik derecesini tespit etmesini zorlaştırıyor. Bu durum çevreden daha fazla veri toplayabilmek için hücrelerin hareket etmesi veya şekil değiştirmesi gerektiğine işaret ediyor. ©Ned Wingreen, Princeton Üniversitesi.

 

1968 Devrimci Eğitim Şurası 1969 Öğretmen Boykotu

Ahmet Doğan

1968

Türkiye Öğretmenler Sendikası (TÖS) tarafından düzenlenen 1968 Devrimci Eğitim Şûrası ve 1969 Büyük Öğretmen Boykotu, öğretmen mücadelesi tarihimizin olduğu kadar, […]

Ağaçtan Ağaca Anadolu Yeşillemesi

Yücel Çağlar

ağaçtan

Orman mühendisi ve araştırmacı Yücel Çağlar, Ağaçtan ağaca Anadolu Yeşillemesi adlı bu kitabında, ülkemizin ekolojik koşulları ve orman varlığı hakkında […]

ot_kapak

Sosyal Sınıflar, Kültürler ve 13. yüzyıl Anadolu Devrimi, 13. yüzyıl Anadolu’sunda örgütlü olarak kulluktan kurtulma sürecini başlatmış olan insanlığın serüvenidir. […]

50 Soruda Yaşamın Tarihi

Deniz Şahin

50 soruda yaşamın tarihi

Bilim ve Gelecek Kitaplığı “50 Soruda” dizisinin yedinci kitabı olan 50 Soruda yaşamın tarihi, yaşamın evrimine yoğunlaşıyor. İtü Moleküler Biyoloji […]