Celler, der specialiserer sig i grupper, fungerer mere effektivt

Celler, der specialiserer sig i grupper, sporer kemiske gradienter i deres miljø mere præcist end individuelle celler, ifølge forskere ved Purdue University.

Celler samles til kollektiv migration i flere processer, herunder udvikling af organismer, sårheling og kræftmetastaser. Den enkleste måde at ske på er ved individuel påvisning og respons på et kemisk tiltrækningsmiddel:hver celle måler forskellen i kemoattraktant og bevæger sig i retning af gradienten, mens kortdistancekobling holder gruppen sammen.

"Eksperimenter tyder på, at i nogle tilfælde, en ny mekanisme dukker op, når celler samles i modsætning til, når de er alene. Vi ønskede at sammenligne nøjagtigheden af ​​en af ​​disse nye mekanismer med, når celler virker individuelt, mens de er en del af en gruppe, " sagde Andrew Mugler, en assisterende professor i fysik og astronomi ved Purdue. "I særdeleshed, vi ville vide, hvorfor de kunne have udviklet denne nye mekanisme – er der en fordel?"

Der er. Celler, der migrerer som endimensionelle kæder eller todimensionelle ark, kan detektere gradienter med en højere præcision, når de specialiserer sig i en gruppe i stedet for at hænge sammen som individer. ifølge undersøgelsen.

Celler kan ikke helt sanse kemikalier i deres miljø; der er altid en fejl. Når de mødes i en gruppe, de kombinerer deres sanseinformation, inklusive fejl. Individuelle celler, der arbejder sammen i en gruppe, bidrager alle med information og fejl, men i en gruppe med den nye mekanisme, kun de ydre celler er sensoriske. Det betyder, at der generelt er mindre sensorisk information, men også mindre fejl, gør den gruppe bedre i stand til at detektere kemiske gradienter end deres individuelt virkende modstykker.

Denne nye mekanisme er også fordelagtig, fordi hvis hver celle i gruppen ikke behøver at udføre hver opgave, de udøver mindre energi ved at udføre væsentlige funktioner. Kun cellerne i udkanten af ​​gruppen skulle arbejde for at flytte den, for eksempel.

At forstå, hvordan emergent cooperativ sensing fungerer, vil give forskere indsigt i flere biologiske processer, herunder kræftmetastaser, sagde Mugler. Han planlægger at udføre yderligere undersøgelser af kollektiv celleadfærd.