Mekanik Q adalah sumber utama keputusan kematian sel

Ketidakstabilan hidrolik menentukan siapa yang harus mati dan siapa yang harus hidup

Pada banyak spesies, termasuk manusia, sel-sel yang bertanggung jawab untuk reproduksi, sel germinal, seringkali sangat saling berhubungan dan membelah sitoplasma mereka. Nematoda hermafrodit Canorhabditis KeanggunanDalam gonad, lebih dari 500 sel germinal menempel satu sama lain, jaringan yang membuat telur dan sperma. Sel-sel ini diatur di sekitar “koridor” sitoplasma pusat dan pertukaran bahan sitoplasma untuk pertumbuhan sel dan akhirnya menghasilkan oosit yang siap dibuahi.

Dalam studi sebelumnya, para peneliti telah menemukan ini C. elegans Gonad menghasilkan lebih banyak sel germinal daripada yang mereka butuhkan dan setengahnya berubah menjadi oosit, sisanya menyusut dan mati karena apoptosis fisiologis, mengakibatkan kematian sel terprogram yang terjadi di banyak sel program. Sekarang, para ilmuwan di TU Dresden Center for Biotechnology (BIOTech), the Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG), the Cluster of Excellence Physics dari Max Planck Institute di TU Dresden. Untuk Fisika Sistem Kompleks (MPI-PKS), Flatron Institute, NY, dan Universitas California, Berkeley, Saya telah menemukan bukti untuk menjawab pertanyaan tentang apa yang memicu nasib sel-sel ini dalam hidup dan mati pada kuman.

Perusahaan hidrolik menentukan volume

Ketidakstabilan hidraulik menentukan ukuran sel benih dan balon Kiri: Gambar dua balon yang dihubungkan oleh tabung pusat, setiap udara baru yang masuk melalui pipa putih akan mengembang balon merah, bukan biru. Kanan: Gambar confocal C-spacing-disk sel benih Rokok yang saling berhubungan. Aktin kortikal menunjukkan korteks sel berlabel magenta dan miosin, menggambarkan permulaan sel germinal melalui mana kedua sel bertukar bahan sitoplasma, berlabel hijau. Kredit: TU Dresden

Penelitian sebelumnya telah mengungkapkan dasar genetik dan sinyal biokimia yang mendorong kematian sel fisiologis, tetapi mekanisme untuk memilih dan memulai apoptosis pada sel germinal tidak jelas. Saat sel germinal matang melalui gonad nematoda, mereka pertama kali tumbuh secara seragam dalam ukuran dan volume. Dalam studi terbaru yang diterbitkan di Nature Physics, para ilmuwan telah menunjukkan bahwa pertumbuhan homogen ini menyebabkan peningkatan mendadak dalam berbagai pertumbuhan di mana beberapa sel membesar dan beberapa sel menjadi lebih kecil.

Nicholas Chartier, seorang peneliti dalam kelompok Stefan Grill, dan rekan penulis pertama studi tersebut, menjelaskan: Pengeluaran meningkatkan volume beberapa sel germinal. Fenomena ini, yang dapat dibandingkan dengan ketidakstabilan dua balon, dikenal oleh fisikawan. Ketidakstabilan semacam ini terjadi ketika dua balon karet mencoba mengembang keduanya pada saat yang bersamaan. Hanya balon yang lebih besar yang akan mengembang, karena memiliki tekanan internal yang lebih kecil daripada balon yang lebih kecil dan oleh karena itu lebih mudah untuk mengembang. “

Inilah yang berperan dalam pemilihan sel germinal: perbedaan tekanan seperti itu menggoyahkan konfigurasi refraktori dengan jumlah sel germinal yang sama, yang menyebabkan apa yang disebut ketidakstabilan hidraulik, yang mengarah pada pertumbuhan sel germinal besar dengan biaya yang kecil. Thermoviscos secara artifisial mengurangi volume sel germinal dengan memompa (FLUCS Metode: Pengaliran sitoplasma yang diinduksi cahaya terfokus), tim menunjukkan bahwa pengurangan jumlah sel menyebabkan ekstrusi dan kematian sel, menunjukkan bahwa apoptosis diinduksi dan sel mati begitu sel berada di bawah ukuran kompleks.

Dengan menggunakan pencitraan confocal, para peneliti dapat membuat gambar global dan tepat dari volume semua sel gonad, serta gambar seluruh organisme serangga hidup untuk bertukar cairan antar sel. Stephen Grill, pembicara dari Cluster of Excellence Physics of Life (POL) dan supervisor pekerjaan multi-departemen, menambahkan: “Hasil ini sangat menarik karena mengungkapkan bahwa keputusan hidup dan mati dalam sel bersifat mekanis dan hidrolik. Dalam Selain itu, penelitian ini adalah contoh lain dari kolaborasi yang sangat baik antara ahli biologi, fisikawan, dan matematikawan di Dresden.

Referensi: Nicholas T. Chartier, Arghyadeep Mukherjee, Julia Fanzelter, Sebastian Farthier, Ben T. Larson, Anatole W. Fretich, Rana Amini, Moritz Crissing, Frank Jarrick dan “Fridge Jarrick Stephen W. Grill, 20 Mei 2021, Fisika Alam.
DOI: 10.1038 / s41567-021-01235-x

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.