Ana sayfa Bilim Gündemi Programlı hücre ölümünün arka planında mekanik etkenler mi bulunur?

Programlı hücre ölümünün arka planında mekanik etkenler mi bulunur?

46

İnsanların da dahil olduğu birçok türde çoğalmadan sorumlu olan germ hücreleri yüksek oranda birbirlerine bağlıdır ve sitoplazmalarını (hücre içeriği) birbirleriyle paylaşırlar.

Hermafrodit (hem erkek hem de dişi üreme organı bulunduran canlılar) bir solucan (nematod) türü olan Caenorhabditis elegans‘ın yumurta ve sperm üreten gonad dokusunda 500 kadar germ hücresi birbirlerine bağlanır. Bu hücreler bir “sitoplazmik koridor” etrafında düzenlenir. Aynı zamanda hücre bölünmesini teşvik eden “sitoplazmik alışveriş” gerçekleştirilebilir, böylece döllenmeye hazır olan oositler (olgunlaşmamış yumurta hücreleri) üretilir.

Geçmiş çalışmalarda, C. elegans gonadlarının gerekenden daha fazla germ hücresi ürettiği, bunların yalnızca yarısı kadarının oosit haline geldiği, geri kalan hücrelerin ise çok hücreli organizmalarda meydana gelen programlı hücre ölümü olan fizyolojik apoptoz nedeniyle yapıca küçülüp öldükleri raporlanmıştı. Ayrıca fizyolojik hücre ölümünün genetik arka planı ve biyokimyasal sinyal yolakları ortaya çıkarılmıştı. Fakat germ hücrelerinde apoptozu başlatan mekanizmalar belirlenememişti. Biliminsanları yeni çalışmalarında germ hattında yaşam ile ölüm arasındaki hücrelerin “geleceğini” belirleyen mekanizmanın nasıl işlediğini araştırdı.

Eşey hücreleri, bir solucanın gonadında olgunlaşma sürecindeyken ilk olarak boyut ve hacim bakımında homojen bir şekilde büyürler. Nature Physics’te yayınlanan yeni çalışmada homojen büyümenin aniden bazı hücrelerin büyüdüğü ve bazı hücrelerin küçülüp öldüğü heterojen bir karaktere büründüğüne dikkat çekildi.

Peki hangi germ hücreleri büyür veya hangileri apoptoza gönderilir? Bu “seçimde” rol oynayan temel mekanizma şudur: Hücre içerisinde meydana gelen basınç farklılıkları “hidrolik dengesizlikler” olarak adlandırılan olaya yol açar, bu durum eşit hücre hacimlerinin simetrik yapısını kararsız hale getirir. Böylece asimetrik hücreler (büyüyen-küçülüp ölen) oluşur. Araştırma ekibi, germ hücrelerinin hacimlerini yapay olarak azaltarak, hücre hacmindeki azalmanın hücrelerde küçülmeye ve hücre ölümüne yol açtığını gözlemledi. Hücre boyutu kritik eşiğin altına indiğinde, apoptoz teşvik edilir ve hücre ölür.

Araştırmacılar, yeni nesil görüntüleme teknikleri kullanarak hücreler arasındaki sıvı alışverişini ve tüm gonad hücrelerinin hacimlerine dair net bilgiler almak için solucanın tüm bedenini görüntüledi. Biliminsanları bulgularının heyecan verici olduğunu belirtiyor. Çalışmanın süpervizörü Stephan Grill, “yaşam” ve “ölüm” kararının mekanik bir niteliğinin olduğuna ve bu kararlarda doku hidroliğinin belirleyici rolüne dikkat çekerek bu araştırma ile birlikte bir organizmanın yumurtaya doğru gelişecek hücreyi nasıl seçtiğinin daha iyi anlaşılabileceğini belirtiyor.

Kaynak: https://phys.org/news/2021-05-mechanical-cue-cell-death-decision.html