Proces i dynamika rozwoju komórki
Inicjatywa MORPHO-SIGNALING (Quantitative analysis of the interplay between cellular signaling and cell morphology during development) była poświęcona szklakowi sygnalizacji Notch. Szlak ten ma podstawowe znaczenie dla systemu sygnalizacji u zwierząt wielokomórkowych i odgrywa kluczową rolę w różnicowaniu początkowo identycznych komórek. Szlak znakuje następnie sąsiednie regiony w tworzących się tkankach. Uczeni opracowali szereg technik opartych na fluorescencji i służących do badania biofizycznych właściwości receptorów Notch i ligandów oraz ich interakcji z sąsiadującymi komórkami. Interakcje między komórkami obserwowano przy pomocy nowej technologii mikrowzorcowania i mikroskopii serii czasowych. Wyniki wskazują na to, że wielkość transmisji sygnału jest proporcjonalna do rozmiaru obszaru stycznego między komórkami. Modele matematyczne pokazały, że zależność ta może w sposób istotny wpływać na dobór zróżnicowanych komórek w hamowaniu obocznym. Jest to szczególna cecha sygnalizacji Notch, dzięki której sąsiednie komórki nie mogą stać się określonymi typami komórek. Metody obrazowania na żywo pozwoliły na zmierzenie dyfuzji białka Delta-like 1 w komórkach ssaków. Jest on homologiem ligandu Notch Delta i pośredniczy w determinacji losów komórek. Badacze posłużyli się modelem reakcji-dyfuzji, aby określić wpływ dynamiki błony i morfologii komórek na sygnalizację między komórkami. Różnice szybkości dyfuzji wpływają w sposób bardzo silny na sygnalizację między komórkami, szczególnie gdy powierzchnia styku jest mała. Podsumowując, eksperymentalne narzędzia opracowane w projekcie MORPHO-SIGNALING dostarczyły ważnych informacji o wzajemnym wpływie sygnalizacji i morfologii komórki podczas rozwoju. Równocześnie uzyskane zostaną bezprecedensowe informacje dotyczące szlaku Notch, włącznie z kinetyką układu receptor–ligand oraz czasoprzestrzenną aktywnością podczas rozwoju.
Słowa kluczowe
Rozwój komórki, sygnalizacja, morfologia, Notch, modele
