Złożone zagadnienia dotyczące rozwoju narządów
Wyjaśnienie, w jaki sposób komórki integrują dane biochemiczne i mechaniczne, jest jednym z niedościgłych celów biologii. Podczas finansowanego przez UE projektu MORPHOMECHANICS (Emergence of tissue mechanical properties from molecular and cellular activity during morphogenesis) badano wpływ sił występujących podczas aktywności cytoszkieletu, adhezji i mechaniki komórek na zmiany kształtu architektury trójwymiarowej. Zespół projektu MORPHOMECHANICS korzystał z obrazowania na żywo, ilościowej analizy obrazu oraz modelowania zaburzeń mechanicznych i genetycznych do badania zamknięcia powłok grzbietowych u muszki owocowej Drosophila. Jest to wartościowy model odniesienia do badania innych procesów, takich jak gojenie ran, zamknięcie cewy nerwowej i scalanie się podniebienia. Badacze stworzyli model, w którym mają miejsce oscylacje w obrębie cytoszkieletu wynikające ze sprzężenia aktywnych sił napędzanych miozyną, wymiany aktomiozyny i deformacji komórek, i który jest jednocześnie modulowany przez sprzężenie z sąsiadującymi komórkami. Badania pozwoliły ujawnić niezwykle istotną rolę, jaką odgrywa białko wiążące cytoszkielet, alfa-katenina. W utrzymywaniu integralności tkanki przy narastających naprężeniach ważną rolę odgrywa także dynamika adhezji. W projekcie MORPHOMECHANICS dokonywano też pomiarów deformacji tkanek w przebiegu morfogenezy. Naukowcy opracowali schemat do mapowania deformacji pomiędzy kolejnymi klatkami, ukazując szybkość zmian lub nawarstwiających się deformacji. To podejście może ujawnić nieoczekiwane wzorce organizacyjne na poziomie wewnątrz- i międzykomórkowym. Wyniki badań, leżących na granicy biologii rozwoju i mechaniki tkankowej, zaprezentowano podczas różnych konferencji międzynarodowych. Opublikowano też kilka artykułów w czasopismach naukowych a kolejne czekają na publikację.
Słowa kluczowe
Rozwój narządów, morfogeneza, cytoszkielet, model, deformacja, alfa-katenina
