Skutoid to zupełnie nowy kształt , który został odnaleziony w naszych komórkach. Odkrycie to ostatecznie wyjaśnia, w jaki sposób natura efektywnie tworzy z komórek struktury trójwymiarowe.

Organizm w 3D

Wszystkie zwierzęta są uformowane z tkanek, które wyginają się w złożone kształty. Bloki budulcowe tych struktur są komórkami nabłonkowymi, które łączą się ciasno tworząc wyściółkę naczyń krwionośnych i narządów. Jak założono, aby utworzyć trójwymiarowe struktury komórki te przyjmują kształty pryzmatyczne lub podobne do piramidy. Jednak naukowcy nie byli pewni, czy faktcyznie tak jest, ponieważ zbadano tylko ich przekroje.

– Trudno jest obrazować te małe struktury w 3D. Jednak teraz mogliśmy przyjrzeć się szczegółom tej zagadki do pakowania komórek – wyjaśniał Luis Escudero z Uniwersytetu w Sewilli w Hiszpanii, stojący na czele zespołu naukowców.

infoplanet technologia nowe ksztalty naszych komorek czlowiek w 3d

Badacze modelowali zakrzywione tkanki, sprawdzając, jak podobne do siebie komórki mogą wypełniać powierzchnie, które mają bardzo różne obszary i kształty. Zespół chciał w szczególności wyjaśnić dziwne odkrycie poprzednich badań pokazujące, że komórki nabłonkowe mogą sąsiadować z różnymi typami komórek na górnej i dolnej powierzchni tkanek. Jak się okazało, jedynym sposobem uzyskania takiej struktury było przyjęcie przez komórki określonego kształtu przypominającego pryzmat z pięcioma krawędziami u góry, sześcioma u dołu i jedną z bocznych krawędzi podzieloną na kształt litery Y.

Wzdłuż krzywej

Naukowcy założyli, że komórki muszą przybierać jeden z kształtów, który został już opisany przez matematyków. Jednak szczegółowe badania wykazały, że tak nie było. Następnie zespół sprawdził, czy taki kształt istnieje w prawdziwych tkankach. Okazało się, że skutoidami było 75% komórek nabłonkowych w gruczołach ślinowych muszki owocowej Drosophila i 50% komórek rozwijających się fałd zarodka owada.

infoplanet technologia nowe ksztalty naszych komorek wzdluz krzywej chrzaszcz

– Musieliśmy wymyślić nazwę dla nowego kształtu komórki. Wybraliśmy skutoid, ponieważ kształt przypominał skutum niektórych chrząszczy, czyli część na grzbiecie chrząszcza zawierająca skrzydła. Kiedy zobaczyliśmy kształt w modelach obliczeniowych, było to zaskakujące. Byliśmy jeszcze bardziej zaskoczeni, gdy zobaczyliśmy go w prawdziwych tkankach – mówi Escudero.

 

infoplanet technologia nowe ksztalty naszych komorek wzdluz krzywej

Obecność skutoidów została również potwierdzona w tkankach danio pręgowanego, a wstępne sprawdzenie wykryło je również w komórkach ssaków. Te dane wskazują, że są one szeroko rozpowszechnionym narzędziem wykorzystywanym przez naturę do tworzenia zakrzywionych struktur.

Odkrycie komórek w kształcie skutoidu ma istotne implikacje dla inżynierii tkankowej i tworzenia sztucznych narządów, które opierają się na zdolności do kontrolowania trójwymiarowej organizacji komórek. Jak mówi Escudo, ważne jest, aby wiedzieć, jak są ułożone komórki tworzące prawdziwe tkanki, aby móc je odtworzyć w sztucznych narządach.


Źródło: Nature Communications