Është zbuluar një formë e re gjeometrike e cila mundëson paketimin tredimensional të qelizave epiteliale gjatë krijimit të indeve dhe organeve të lakuara.
Çdo organizëm i gjallë fillon si një i vetëm qelizë, të cilat më pas ndahen në më shumë qeliza, të cilat më tej ndahen dhe nënndahen deri në miliarda Qelizat janë formuar për të krijuar të gjithë organizmin. Është një nga aspektet më enigmatike të biologji se si duke u nisur nga qelizat, së pari formohen indet dhe më pas organet. Në thelb, një strukturë e thjeshtë e embrionit e formuar nga vetëm disa qeliza bëhet një organizëm i gjallë që ka organe komplekse. Për shembull, miliona qeliza epiteliale grumbullohen së bashku për të formuar njerëzor lëkura, organi ynë më i madh dhe pengesa më e fortë. Nëse jonë lëkurë ishte një sipërfaqe krejtësisht e sheshtë, forma të njohura gjeometrike mund të grumbulloheshin së bashku për të ndërtuar lëkurën. Por meqenëse trupi ynë nuk është i sheshtë, këto qeliza epiteliale duhet të përkulen dhe të përkulen vetë. Qelizat epiteliale jo vetëm që formojnë shtresën e jashtme të lëkurës sonë, por ato gjithashtu e rreshtojnë atë gjak enët si dhe organet në të gjitha kafshët. Kur një embrion po zhvillohet, Indet (i përbërë nga qeliza) përkulen dhe formojnë forma komplekse tre-dimensionale të cilat më pas bëhen organe si zemra ose mëlçia etj. Blloqet fillestare qelizat epiteliale 'lëvizin' dhe 'bashkohen' së bashku për t'u organizuar dhe paketuar fort për t'i dhënë një organi tre-fundin e tij. formë dimensionale pasi shumica e organeve janë struktura të lakuara. Për shkak të kësaj kërkese të lakimit, kuptohet që qelizat epiteliale që rreshtojnë organet duhet të adoptojnë forma kolone ose shishe për të qenë në gjendje të rrethojnë organet ndërsa embrioni është në rritje. Qelizat epiteliale gjithashtu ofrojnë funksione të tjera si formimi i një pengese kundër infeksioneve dhe thithja e lëndëve ushqyese.
Zbulohet një formë e re!
Studiuesit në Universitetin e Seviljes, Spanjë dhe Universitetin Lehigh, SHBA konkludojnë në studimin e tyre të botuar në Nature Communications se qelizat epiteliale marrin një formë të ngjashme me 'prizmat e përdredhur'. Kjo formë e re e ngurtë gjeometrike është quajtur si 'skutoid'. Kjo formë u mundëson qelizave epiteliale të arrijnë qëllimin e tyre për të siguruar mbulim tredimensional të organeve. Skutoidi është një strukturë e ngjashme me prizmin, me gjashtë anë në njërën anë dhe pesë në anën tjetër së bashku me një faqe trekëndëshi në njërën nga skajet e gjata të prizmit. Kjo strukturë unike e skutoidit bën të mundur grumbullimin e tyre së bashku me skajet e alternuara me pesë dhe gjashtë anë, duke lejuar krijimin e sipërfaqeve të lakuara. Ky emër nuk ekziston në gjeometri dhe u zgjodh nga studiuesit pas shqyrtimit të kujdesshëm dhe për shkak të ngjashmërisë së skutoidit me formën e një scutellum të një brumbulli që është fundi i pasmë i kraharorit të një insekti.
Forma skutoide është e bollshme
Studiuesit përdorën teknikën e modelimit llogaritës duke përdorur diagramimin Voronoi. Ky është mjeti më i përdorur për të kuptuar forma gjeometrike nëpër fusha të ndryshme. Eksperimentet e modelimit treguan se ndërsa lakimi në ind rritet, qelizat që përbëjnë këto inde përdornin forma më komplekse sesa thjesht kolona dhe forma shishe siç besohej më parë. Qelizat epiteliale marrin një formë që nuk është përshkruar më parë dhe kjo formë e veçantë i ndihmon qelizat t'i bëjnë ato më efikase në energji duke maksimizuar një paketim të qëndrueshëm. Studiuesit shikuan nga afër paketimin tredimensional të indeve të ndryshme në kafshë të ndryshme për të analizuar pikëpamjet e tyre. Të dhënat eksperimentale vërtetuan se qelizat epiteliale përvetësojnë shumë të ngjashme 3D motivet e parashikuara nga modelimi kompjuterik. Pra, kjo formë të re skutoidi ndihmon në përkuljen dhe lakimin dhe mundëson mënyrën më optimale që qelizat të mbeten të mbushura në mënyrë të qëndrueshme. Pasi konstatuan se ekziston një formë e re, studiuesit hulumtuan në organizma të tjerë për praninë e një forme të ngjashme me skutoidin dhe zbuluan se kjo formë ishte mjaft e pranishme. Këto forma të ngjashme me skutoidet janë gjetur gjithashtu në qelizat epiteliale të peshkut zebër dhe gjëndrat e pështymës së mizave të frutave dhe veçanërisht në ato rajone ku indet duhet të përkulen më shumë sesa të kenë një pamje të sheshtë.
Ky është një zbulim shumë interesant dhe unik që mund të çojë më tej të kuptuarit tonë dhe të na ndihmojë të kontrollojmë organizimin tredimensional të organeve (morfogjeneza). Mund të hedhë më shumë dritë mbi atë që ndodh kur një organ nuk formohet siç duhet duke çuar në sëmundje. Mund të jetë një ndihmë e jashtëzakonshme në fushën e rritjes së organeve artificiale dhe inxhinierisë së indeve pasi ndërtimi i skelave me strukturë paketimi korrekt do të çonte në rezultate më të mira. Zbulimi i kësaj forme të re ka aplikime të mundshme në fusha të ndryshme shkencore.
***
{Mund të lexoni punimin origjinal kërkimor duke klikuar lidhjen DOI të dhënë më poshtë në listën e burimeve të cituara}
Burimi (s)
Gómez-Gálvez P et al. 2018. Skutoidet janë një zgjidhje gjeometrike për paketimin tredimensional të epitelit. Nature Communications. 9 (1).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05376-1
***
