’n Nuwe geometriese vorm is ontdek wat driedimensionele pak van epiteelselle moontlik maak wanneer geboë weefsels en organe gemaak word.
Elke lewende organisme begin as 'n enkele sel, wat dan in meer selle verdeel, wat verder verdeel en onderverdeel tot miljarde van selle word gevorm om die hele organisme te skep. Dit is een van die mees enigmatiese aspekte van biologie hoe begin van selle, eers weefsels en dan organe gevorm word. In wese word 'n eenvoudige struktuur van die embrio wat deur slegs min selle gevorm word, 'n lewende organisme met komplekse organe. Byvoorbeeld, miljoene epiteelselle pak saam om die te vorm menslike vel, ons grootste orgaan en sterkste versperring. As ons vel was 'n heeltemal plat oppervlak, bekende geometriese vorms kon saam gestapel word om vel te bou. Maar aangesien ons liggaam nie plat is nie, moet hierdie epiteelselle hulself buig en buig. Epiteelselle vorm nie net die buitenste laag van ons vel nie, maar hulle voer ook die bloed vate sowel as die organe in alle diere. Wanneer 'n embrio ontwikkel, weefsels (gemaak van selle) buig en vorm komplekse driedimensionele vorms wat dan organe word soos hart of lewer ens. Die beginblokke epiteelselle 'beweeg' en 'verbind' om hulself te organiseer en styf te pak om 'n orgaan sy laaste drie- dimensionele vorm aangesien die meeste organe geboë strukture is. As gevolg van hierdie vereiste van kromming, word verstaan dat epiteelselle wat die organe beklee, kolom- of bottelvorms moet aanneem om organe te kan omring terwyl die embrio groei. Epiteelselle verskaf ook ander funksies soos die vorming van 'n versperring teen infeksies en absorpsie van voedingstowwe.
'n Nuwe vorm ontdek!
Navorsers by Sevilla Universiteit, Spanje en Lehigh Universiteit, VSA kom tot die gevolgtrekking in hul studie gepubliseer in Nature Communications dat epiteelselle 'n vorm aanneem wat iets soortgelyk is aan 'gedraaide prismas'. Hierdie nuwe soliede geometriese vorm is gedoop as 'scutoid'. Hierdie vorm stel epiteelselle in staat om hul doel te bereik om driedimensionele bedekking aan organe te verskaf. Scutoid is 'n prisma-agtige struktuur, met ses sye aan die een kant en vyf aan die ander kant saam met 'n driehoekige gesig op een van die prisma se lang kante. Hierdie unieke struktuur van scutoid maak dit moontlik om hulle saam te stapel met afwisselende vyf- en ses-kant ente wat die skepping van geboë oppervlaktes moontlik maak. Hierdie naam bestaan nie in meetkunde nie en is deur navorsers gekies na deeglike oorweging en as gevolg van ooreenkoms van scutoid met die vorm van 'n scutellum van 'n kewer wat die agterkant van 'n insek se toraks is.
Skutoïedvorm is volop
Navorsers het berekeningsmodelleringstegniek gebruik deur Voronoi-diagramme te gebruik. Dit is die instrument wat die meeste gebruik word om geometriese vorms oor verskillende velde te verstaan. Modelleringseksperimente het getoon dat namate die kromming in die weefsel toeneem, selle wat hierdie weefsels vorm meer komplekse vorms gebruik het as net kolomme en bottelvorms soos vroeër geglo het. Die epiteelselle neem 'n vorm aan wat voorheen onbeskryf is en hierdie spesifieke vorm help die selle om hulle meer energie-doeltreffend te maak terwyl dit 'n bestendige pakking maksimeer. Navorsers het noukeurig gekyk na driedimensionele verpakking van verskeie weefsels in verskillende diere om hul sienings te ontleed. Eksperimentele data het vasgestel dat epiteelselle baie soortgelyk aanneem 3D motiewe soos voorspel deur rekenaarmodellering. So, hierdie nuwe vorm scutoid help om te buig en krom en maak voorsiening vir die mees optimale manier vir die selle om stabiel gepak te bly. Nadat hulle vasgestel het dat 'n nuwe vorm bestaan, het navorsers in ander organismes ondersoek vir die teenwoordigheid van scutoid-agtige vorm en hulle het gevind dat hierdie vorm volop teenwoordig was. Hierdie scutoïedagtige vorms is ook gevind in epiteelselle van sebravisse en speekselkliere van vrugtevlieë en veral in daardie streke waar weefsel die meeste moes krom eerder as om 'n plat voorkoms te hê.
Dit is 'n baie interessante en unieke ontdekking wat ons begrip kan bevorder en ons kan help om driedimensionele organisering van organe (morfogenese) te beheer. Dit kan meer lig werp op wat gebeur wanneer 'n orgaan nie korrek vorm nie, wat lei tot siektes. Dit kan van groot hulp wees op die gebied van die groei van kunsmatige organe en weefselingenieurswese, aangesien die bou van steiers met korrekte verpakkingstruktuur tot beter resultate sal lei. Die ontdekking van hierdie nuwe vorm het potensiële toepassings oor verskeie wetenskaplike velde.
***
{Jy kan die oorspronklike navorsingsartikel lees deur die DOI-skakel wat hieronder gegee word in die lys van aangehaalde bronne te klik}
Bronne)
Gómez-Gálvez P et al. 2018. Scutoids is 'n geometriese oplossing vir driedimensionele pakking van epithelia. Nature Kommunikasie. 9 (1).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05376-1
***
