دیدگاه جدید در مورد نحوه بافت های جریان در جنین

به عنوان جنین توسعه بافت و جریان سازماندهی مجدد به طور چشمگیری در دستخطی به عنوان کوتاه به عنوان دقیقه است. این سازماندهی شامل بافت اپیتلیال است که پوشش سطوح بیرونی و درونی لنت ارگان ها و رگ های خونی. به عنوان جنین توسعه این بافت ها اغلب باریک در امتداد یک محور و گسترش در امتداد عمود بر محور از طریق تلفن همراه جنبش ناشی از خارجی یا داخلی نیروهای بازیگری متفاوت در امتداد جهات مختلف در بافت (anisotropies). محققان به مدت طولانی تعجب که چگونه ساده خوشه در داخل سلول های جنین در حال توسعه تبدیل به بافت ها و اندام — چگونه بافت فیزیکی تغییر شکل در جنین? ممکن است آنها به نوبه خود از “جامد” به “مایعات” در زمان های خاص در توسعه به آن را آسان تر به سرعت در حال حجاری عملکرد بافت ها و اندام ؟

مشاهده و اندازه گیری چه اتفاقی می افتد در بافت داخل جنین انسان در حال حاضر ممکن نیست و آن است که هنوز هم بسیار دشوار است برای انجام این کار در پستانداران مدل مانند موش. چرا که انسان و مگس میوه Drosophila به اشتراک گذاری بسیاری از بیولوژیکی شباهت محققان از کلمبیا و مهندسی دانشگاه سیراکیوز تصمیم به مقابله با این مشکل با تمرکز بر روی مگس میوه. در یک مقاله منتشر شده آنلاین مه 29 در PNASتیم گزارش می دهد که آنها می تواند پیش بینی زمانی که این بافت آغاز خواهد شد به سرعت در حال جریان فقط با نگاه کردن به شکل سلول در بافت.

“با تشکر از اوایل کار نظری از همکاران ما در سیراکیوز ما فکر می کنیم ممکن است قادر به یادگیری چیزی در مورد اینکه آیا جنینی بافت جامد یا مایع تنها با نگاه کردن به شکل سلول در بافت می گوید:” این مطالعه منجر PI کارن Kasza, کلر Boothe Luce استادیار مهندسی مکانیک. “بنابراین ما تصمیم به سعی کنید این را در پرواز. ما واقعا هیجان زده در مورد نتایج ما است که می تواند آشکار اساسی مکانیسم های اساسی توسعه انسانی و نقطه به نقطه که در آن همه چیز می تواند به اشتباه باعث نقص هنگام تولد.”

چالش این است که چگونه به درخواست سنتی مهندسی روش برای اندازه گیری خواص مکانیکی سلول ها و بافت داخل مگس’ tiny جنین است که برای دیدن بافتهای رفتار مانند مواد جامد و حفظ شکل خود را و مقاومت در برابر جریان و کدام بافت مانند رفتار مایعات و جریان را به راحتی و تغییر شکل. محققان با استفاده از با وضوح بالا confocal تصویربرداری فلورسانس به فیلم جنينی که در آن آنها می تواند در جزئیات بزرگ شکل و بسته بندی سلول ها در بافت های داخل پرواز جنین. آنها با تمرکز بر یک بسیار سریع در حال حرکت تکاملی رویداد است که در آن بافت جنینی به سرعت در حال تغییر شکل به آهنگسازی سر-به-دم بدن محور پرواز (چیزی که نیز اتفاق می افتد در بسیاری از حیوانات جنین).

با ترکیب مطالعات تجربی در مگس میوه جنین در کلمبیا با نظری رويکرد مدلسازی در سیراکیوز محققان نشان داد که اشکال و ترازبندی سلول در بافت می تواند کمک به هر دو توضیح و پیش بینی نحوه بافت تغییر شکل در طول توسعه و چگونه نقص در این فرآیند می تواند منجر به ناهنجاری در جنین شکل. “این یک همکاری فوق العاده بین تجربه و نظریه” Kasza مشاهده.

می افزاید: لیزا منینگ همکاری نویسنده این مطالعه و ویلیام R. Kenan جونیور استاد فیزیک در سیراکیوز “از طرف تئوری این بود که واقعا معلوم نیست چه جمعی مکانیسم اجازه می دهد تا سلول را به راحتی تنظیم مجدد در بافت کشیدگی. با استاد Kasza گروه که دارای برخی از بهترین ابزار در جهان برای مطالعه خواص مکانیکی میوه پرواز بافت ما واقعا قادر به ناخن دقیقا چه تغییراتی به همراه اشکال درایو تغییرات بافت مکانیک. این شگفت انگیز است که ما می توانیم در حال حاضر فقط در یک عکس فوری از سلول اشکال در مگس میوه و پیش بینی کند که چگونه سلول های حرکت خواهد کرد با هیچ جا پارامترهای.”

تعجب محققان شد که آنها می تواند پیش بینی زمانی که این بافت آغاز خواهد شد به جریان با نگاه کردن به شکل سلول در بافت بدون هیچ گونه پارامترهای قابل تنظیم در این مدل نظری. اما بر خلاف مطالعات قبلی و پیش بینی های آنها نیاز به شامل یک پارامتر جدید — ناهمسانگردی — توضیح داده است که تراز دلخواه از سلول ها در داخل بافت به دلیل نیروهای اقدام در و در بافت بسیار ناهمسانگرد یا متنوع همراه جهات مختلف در بافت. چه آنها یافت می شود به خصوص جالب این بود که یافته های آنان نشان می دهد که بافت جنینی به نظر می رسد برای تبدیل شدن به بیشتر مایع مانند فقط قبل از شروع سریع بافت جریان در بدن محور کشیدگی.

“این است که واقعا هیجان انگیز می گوید:” Kasza “به دلیل آن را نشان می دهد که خواص مکانیکی سلول ممکن است تنظیم بیولوژیکی در دوران جنینی توسعه یعنی در ژنتیک, دستورالعمل کد گذاری شده در DNA به آن را آسان تر برای بافت تغییر شکل به طور چشمگیری در طول زمان کوتاه در طول توسعه ویندوز. این می افزاید: به یک رشد پژوهش آشکار است که مکانیک است که واقعا بسیار مهم برای درک زندگی است.”

این تیم در حال حاضر به دنبال در چگونه به راهنمای تغییرات در بافت سیالیت ژنتیکی هستند کد گذاری شده است. آنها همچنین به بررسی خواص مکانیکی بافت برای ساخت مدل های کمی از بافت مورفوژنز است که آنها را قادر به پیش بینی و طراحی و ساخت و کنترل بافت شکل و بافت حرکات هر دو در جنين و در مهندسی بافت در آزمایشگاه است.

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه کلمبیا دانشکده مهندسی و علوم کاربردی. Original نوشته شده توسط هالی Evarts. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de