Kararsız, yonga benzeri bir ağ yapım aşamasında

Dresden’deki Max Planck Moleküler Hücre Biyolojisi ve Genetiği Enstitüsü’nden (MPI-CBG), Max Planck Karmaşık Sistemler Fiziği Enstitüsü’nden (MPI-PKS) ve Mükemmellik Kümesi Yaşam Fiziği’nden (PoL) uluslararası bir araştırmacı ekibi TU Dresden’de yuvarlak solucanda bu dinamik hücre korteksinin oluşumunu inceledi. Caenorhabditis elegans. Aktin filamentlerinden oluşan binlerce dinamik ve kısa ömürlü damlacık benzeri kondensatın, döllenmemiş bir yumurta hücresinin döllenmeden sonra bir embriyoya geçişi sırasında ilk korteksin oluşumunu kontrol ettiğini buldular. Bu çalışmada ortaya çıkarılan ilkeler, hücre altı yapıların oluşumunun nasıl kontrol edildiğini anlamaya yardımcı olur.

Bir yumurta hücresi döllendikten hemen sonra hücre korteksinin oluşumu başlar ve tamamen oluşması yaklaşık on dakika sürer. Korteks, yoğun bir çapraz bağlı ağ şeklinde organize olan aktin filamentleri ve motor proteinlerden oluşur. Korteksin dinamikleri, aktin filamentlerini çeken motor proteinlerden kaynaklanır ve kortikal gerilime neden olan stresler üretir. Bu kortikal gerilim, örneğin hücrelerin şeklini, çevrelerini algılama yeteneklerini ve vücudumuzdaki işlevlerini yerine getirme yeteneklerini yönlendirir. Hücre korteksinin dinamikleri geçmişte yoğun bir şekilde incelenmiştir, ancak hücre korteksinin döllenmeden hemen sonra ilk olarak aktive edildiği mekanizma bilinmemektedir. Hücre korteks oluşumunun arkasındaki prensipleri anlamak, hücrenin hemen hemen her fonksiyonunda yer aldığından ve uygun olmayan kortikal organizasyon, temel hücresel ve gelişimsel süreçlerin bozulmasına yol açtığı için çok önemlidir.

Protein kondensatlarının ömrü kısadır ve uygun gelişimi sağlar

MPI-CBG, MPI-PKS ve PoL’den disiplinler arası bir araştırma ekibi, hücre korteksinin nasıl aktive olduğunu araştırmak için yuvarlak solucanda bu süreci inceledi. C. elegans. “Aktin ve aktin çekirdekleyici proteinler WSP-1 ve ARP2/3’ün bir araya gelerek sadece saniyeler süren kondensatlar halinde nasıl bir araya geldiklerini gözlemleyebildik, hemen ardından demonte. Bu kondensatlar, doğru miktarda aktin filamenti olmasını sağlıyor. Bana göre, bir kar tanesi gibi çok dallı aktin filamentlerinden oluşan bu yapıların güzelliği, dinamiklerinin bize canlı maddenin alışılmadık kimyası hakkında öğrettiği şeylerde yatıyor” diye açıklıyor Arjun Narayanan , çalışmanın baş yazarlarından biri ve MPI-CBG direktörü Stephan Grill grubundaki araştırmacı. Diğer baş yazar Victoria Tianjing Yan, “Kısa ömürlü kondensatların yapısının nasıl büyüdüğünü ve geliştiğini incelemek için kütle dengesi görüntüleme adı verilen kendi görüntüleme ve görüntü analizi yöntemimizi geliştirdik” diye devam ediyor. Araştırmacılar, çalışmaları sırasında, iç kimyasal reaksiyonların, bir kondensin ne kadar hızlı büyüdüğünü ve ne zaman küçüldüğünü kontrol ettiğini buldular. Böylece, kortikal kondensatlar, dış çevrelerinden büyük ölçüde bağımsız olarak kendi yaşam döngülerini sağlam bir şekilde düzenler.

Stephan Grill şöyle özetliyor: “Hücre korteksindeki yoğunlaşmaların, saniyeler içinde bir araya gelip demonte edilen belirli kimyasal reaksiyonlar tarafından yönlendirilen yeni bir tür biyomoleküler yoğunlaşmayı temsil ettiği sonucuna varıyoruz.” “Bu kısa ömürlü kondensatların hücre korteksinin aktivasyonunu ve hücre zarının döllenmesinden sonra büyüyen mimarisinin hassas hassasiyetini kontrol ettiğini öneriyoruz. C. elegans oosit. MPI-PKS direktörü ve başka bir denetleyici yazar olan Frank Jülicher, “Bu çalışma, burada Dresden’de fizik ve biyoloji arasında köprü kurmanın bir başka örneğidir. Biyologlar ve teorik fizikçiler ile birlikte etkileşimli ortamımız, biyolojik fiziği ortaya çıkarmak için yeni disiplinler arası yaklaşımlar sağlar. süreçler.”