תוכן עניינים:
2023 מְחַבֵּר: Bailey Leapman | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-20 22:47
מדעני מכון ויצמן מציעים מודל ויסות היצמדות תאים - מרכזי בהתפתחות עוברית, תנועה סלולרית ותקשורת
'זמנים קשים,' או ליתר דיוק, חשיפה לסביבות נוקשות, משפרת את הנטייה של תאים ליצור הידבקויות חזקות ולתקשר, לפי מחקר שנערך לאחרונה במכון ויצמן שפורסם בגיליון מרץ של Nature Cell Biology. הממצאים חושפים פרמטר חדש המסדיר את התקשרות התא, כלומר, התכונות הפיזיקליות של הסביבה הקרובה.
הידבקות תאים, לפיה תאים נקשרים לתאים סמוכים ולמטריקס החוץ-תאי שביניהם, היא קריטית ליצירת רקמות ואיברים, כמו גם לתנועה התאית ולחילופי מידע בין תאים, המכונה איתות. פגיעה בהיצמדות עלולה להוביל להופעת מחלה, כגון סרטן. אם מנותקים ממטריצה שמסביב, תאים מתים בדרך כלל תוך זמן קצר, תהליך שנקרא anoikis, ביוונית עבור חוסר בית.
הגירה תוך כדי חישת הסביבה עד למציאת מיקומם הספציפי, תאים נעשים מעוגנים, מתרבים ומתפתחים. ובכל זאת, מהי הדינמיקה של המנגנון הזה? אילו רמזים קיימים בתוך אורגניזם חי המשפיעים על תכונות ההיצמדות, ומורות לתא לשנות את מיקומו, להתחבר או להתנתק? זה מה שצוות ויצמן, בראשות פרופ' בנימין גייגר מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של תאים, יצא להבין.
קבוצת המחקר כללה את הדוקטורנט אלי זמיר ואת הפרופסורים צבי קם ואלכסנדר ברשדסקי מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, יחד עם קנת ימאדה מהמכונים הלאומיים לבריאות (NIH), ובן ציון כץ מהתל מרכז רפואי אביב.
מחקרים קודמים של קבוצה זו גילו שאתרי היצמדות לתאים מראים מגוון מבני ומולקולרי יוצא דופן. הם גילו את קיומם של שני סוגים עיקריים של הידבקות: 'מגעים מוקדיים', הממוקמים בעיקר בפריפריה של התא, היוצרים הידבקויות הדוקות וממלאות תפקיד חשוב באיתות סלולרי, ו'הידבקויות פיברילריות', היוצרות חיבורים מפוזרים, ונמצאים בעיקר סביב מרכז הסלולר.
הודעות סלולריות מ- Mobile Adhesions
הדבקות לנייד? נשמע פרדוקסלי, אך הדבקות תאים אכן ניידות על פי מחקר ויצמן, ותכונה זו מווסתת במשותף על ידי קשיחות הסביבה הסובבת והתכווצות התא. באמצעות אנליזה מיקרוסקופית דיגיטלית בשילוב עם חלבונים פלורסנטים המובעים בתאים חיים, הצוות צילם 'סרטים' של זמן-lapse שחשפו את הניידות והגורל של הידבקויות תאים בסביבות שונות.
הידבקויות פיברילריות ומגעי מוקד נמצאו שמקורם יחדיו ליד פריפריית התא, ולאחר מכן נפרדים.בעוד שמגעי מוקד בדרך כלל נשארים במקום, הידבקויות פיברילריות מועברות ברציפות למרכז התא באמצעות מסוע - מערכת המיקרופילמנטים המתכווצים של התא.
למרבה ההפתעה, החוקרים גילו שבנוסף לאופי הכימי של הסביבה, לתכונות הפיזיקליות שלה יש השפעה גם על 'דמוגרפיה' של הידבקות. הוכח שהקשיחות של המטריצה שמסביב משמשת כ'מתג מכני' המשפיע על דינמיקת הידבקות התא. מגעים מוקדיים מתפתחים עם אינטראקציה עם מטריצה קשיחה ונותרים ברובם חסרי תנועה, בעוד שאינטראקציה עם מטריצה גמישה גורמת להיווצרות של הידבקויות פיברילריות, אשר לאחר מכן מועברות יחד עם החלבונים הנלווים אליהן לכיוון מרכז התא. "תאים מפגינים חוש דמוי מישוש שמודיע להם על שינויים בסביבתם", אומר גייגר. "בעוד שקודם האמינו שהדבקה תאית מושפעת בעיקר מסוגי המולקולות שתא פוגש, מסתבר שרמזים פיזיים משפיעים גם על הידבקות ועל החלטת התא להכות שורשים ב'שכונה' מסוימת, או לחילופין, להתנתק ולזוז. עַל.'
שינוי סביבות פיזיות מפעילים גם קווי תקשורת סלולריים, כך עולה מהמחקר. מחקרים קודמים שבוצעו על ידי ברשדסקי ואחרים הראו שסביבות במתח גבוה מובילות לאיתות משופר, המעוררת הודעה מדורגת המועברת מפריפריה התא למרכז הפיקוד שלו - הגרעין. הבנה זו משתלבת יפה עם הגילוי האחרון שסביבות נוקשות במתח גבוה מניעה את היווצרותם של מגעים מוקדים, המאופיינים בזרחן משופר - מרכיב חיוני של תקשורת תאים והעברת אותות.
תמונה מודפסת צבעונית המדגימה דינמיקה של הידבקות תאים זמינה לפי בקשה. התמונה מפורסמת גם בכתובת:
מחקר זה מומן על ידי הקרן הישראלית למדעים, מרכז יד אברהם לאבחון וטיפול בסרטן וקרן מינרווה.
פרופ. גייגר מחזיק בקתדרה של ארווין נטר לביולוגיה של תאים וגידולים. פרופ' קם מחזיק בקתדרה לביופיזיקה של ישראל פולק.
מכון ויצמן למדע הוא מרכז מרכזי למחקר מדעי ולימודי תואר שני ברחובות, ישראל.
