Celler fornemmer og udforsker deres omgivelser

Processen, hvorigennem celler er i stand til at fornemme deres omgivelser, reguleres af kraftdetektering. Dette er hovedkonklusionen på en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Natur , ledet af teamet af Pere Roca-Cusachs, foredragsholder fra Institut for Biomedicin og hovedforsker ved Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC).

"I denne forskning, vi bestemte, hvordan celler detekterer molekylers (eller liganders) position i deres omgivelser med nanometerpræcision, "siger Roca-Cusachs." Når liganderne slutter sig, celler anvender en kraft, de kan registrere. Da denne kraft afhænger af ligandens rumlige fordeling, Dette gør det muligt for cellerne at fornemme deres omgivelser. Dette ville svare til at genkende nogens ansigt i mørket ved at røre vedkommendes ansigt med dine hænder. "

Interaktion mellem celler og deres ligander (cellemikromiljøet) er afgørende for at opretholde vævsfunktion, og detektering af ændringer i cellemiljøet er afgørende i alle situationer, hvor der er vævsmodellering, såsom embryonisk udvikling, tumorforplantning eller heling af et sår.

"Afhængig af denne cellekraftfordeling, det kan påvirke aktiveringen af ​​genetisk transkription, et fænomen, der bestemmer, hvilke gener der udtrykkes, "siger Roger Oria, første forfatter af undersøgelsen og ph.d. studerende ved UB i Dr. Roca-Cusachs 'laboratorium.

Med denne dybere viden om, hvordan celler opdager deres omgivelser, forskere viste, at ved at ændre betingelserne for cellens miljø (stivhed og fordeling af de ligander, der skaber den ekstracellulære matrix), de kan kontrollere cellens adhærensrespons, og endda definere et område, hvor cellen klæber til. Dette resultat, siger Roca-Cusachs, kan være vigtig i tumorprocesser, da større stivhed er relateret til en højere aktivering af onkogener.

Forskere har kendt, at celler er i stand til at opfatte rumlige og fysiske oplysninger på nanoskalaen. Faktisk, man troede, at de var i stand til at måle afstande, og derfor havde folk hypotetiseret om eksistensen af ​​et mønstermolekyle, der kunne bidrage til denne proces. Ifølge IBEC-UB-forskeren, denne undersøgelse modsætter sig denne hypotese, da det viser, at celler fornemmer deres omgivelser mere end at se dem.

Forskerne udviklede gelsubstrater med lav stivhed, hvortil et mønster af guldnanosfærer dækket af et protein blev klæbet, som kontrollerede dens adskillelse. Cellen genkender disse nanosfærer som en ligand, så forskere kan måle, hvordan celler regulerer kraftfordelingen og antallet af ligander, som de holder sig til med hensyn til deres tæthed.