Skip to main content

The biophysics of cytoplasmic streaming in Chara corallina

Article Category

Article available in the folowing languages:

Naukowcy podążają za komórkami-pływakami

Poznanie umiejętności pływania pewnych komórek obecnych w pleśni może przyczynić się do wzbogacenia wiedzy o chorobach nerek, zachowaniu plemników, błonach śluzowych i licznych zjawiskach będących przedmiotem medycznych prac badawczych.

Zdrowie

Zachowanie komórek, od organizmów jednokomórkowych po złożone tkanki, jest łącznym efektem procesów ewolucyjnych kształtujących strukturę komórek i praw fizyki rządzących przyrodą. Jednego z najlepszych przykładów takiej bezpośredniej interakcji komórki i środowiska fizycznego dostarcza wić – przypominająca włos organella o długości od 10 do 20 mikrometrów. Łatwo ją dostrzec w tzw. komórkach eukariotycznych, obecnych w niektórych rodzajach glonów. Zjawisko przepływu w tych komórkach, określane mianem cytoplazmatycznego przepływu strumieniowego, nie zostało w pełni wyjaśnione, a może być źródłem istotnej wiedzy naukowej, zwłaszcza gdy chodzi o działanie wici. W ramach projektu "Biofizyka cytoplazmatycznego przepływu strumieniowego u gatunku Chara corallina" (Cyclosis), całkowicie finansowanego przez UE, badany jest ten rodzaj przepływu cytoplazmy oraz jego zawiłości. Uczestnicy projektu postanowili ustalić przyczyny trudno uchwytnego zachowania tych komórek, aby w dalszej perspektywie móc opracować lepsze metody zwalczania komórek chorobowych. Najbardziej dostrzegalną cechą wici jest ich nieustanny biczykowy ruch, który zapewnia ruchliwość (np. u plemników lub rzęsek śluzówki). Wywoływane przepływy wiążą się także z powstawaniem asymetrii embrionu między jego lewą a prawą stroną, a nawet mogą odgrywać pewną rolę w rozwoju wielokomórkowości. Organelle te służą też komórkom do sondowania właściwości chemicznych i mechanicznych otoczenia. Ta funkcja percepcyjna ma duże znaczenie w wypadku takich ludzkich schorzeń jak choroby nerek. Bezpośrednie interakcje między poszczególnymi mikroorganizmami są związane z hydrodynamiką, która dostarcza mikroskopijnym pływakom wskazówek co do obecności potencjalnych ofiar lub drapieżników oraz koordynuje ruch wici. Ogólnie jednak wiedza w tej dziedzinie jest uboga. Uczestnicy projektu badali dynamikę ruchu wiciowego oraz pływanie w zielonych glonach z rzędu toczkowców (Volvocales). Takie glony są wygodne w hodowli i w laboratorium, ponieważ mają krótki cykl życiowy (od jednego do dwóch dni) i łatwe do obserwacji pojedyncze komórki. Ruch wiciowy jest sporadycznie przerywany przez "poślizgi", gdy jedna z wici porusza się szybciej od drugiej – zjawisko to ma ważne implikacje. Badacze stwierdzili, że poślizgi te są wywoływane hałasem, co jest ważnym odkryciem dotyczącym koordynacji wici eukariotycznych. W ten sposób potwierdziła się też rola, jaką fizyka odgrywa w regulowaniu interakcji hydrodynamicznych. Obserwacje takie, a także różnice w zachowaniu się tych komórek, pomogły opisać ich sposoby pływania oraz wyjaśnić, dlaczego poruszają się właśnie w taki sposób. Informacje te mogą pomóc w rozwikłaniu mechanizmów różnych chorób, przybliżając badaczy do wynalezienia terapii. Projekt przyczyni się do rozwoju nowej dziedziny, jaką jest biofizyka. Zajmuje się ona problemami, których charakter jest w większej części biologiczny. Dla europejskiej społeczności naukowej stanowi to znakomitą okazję do wzmacniania i poszerzania współpracy między fizykami i biologami.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania

Postępy naukowe
Zdrowie

20 Września 2021