Když se tak často rozřezáváme nehty, pomocí zaklínače nehtů, pro pohodlí nebo v kosmetickém postupu, rostou zpět. Na hřebíky, vyrobené z proteinového keratinu, nám nabízejí ochranu před poškozením. Když je amputována prstu kojence, ale pouze část za poslední kloub, roste zpět do původního tvaru. Studie z roku 2013 od Takeo et al. (Příroda499, 228-232, 2013) zjistili, že existují kmenové buňky, které jsou buňkami, které se mohou vyvinout na různé typy buněk, v nehtovém lůžku, které se nejen neustále diferencují na buňky, které pokračují, aby tvořily tvrdou, keratinizovanou nehtovou desku, a také posílají signály, které orchestrace regenerace číslice. Tyto buňky aktivují signální dráhu Wnt, což je proces, který přitahuje nervy potřebné pro regeneraci.
Ještěrka je nechtěným hostem v našich domovech. Často se to snažíme zabít pomocí košťat, ale často uspěje v tom, že zasáhne ocas. Uprchlík brzy regeneruje ocas, stejně jako výše uvedený zraněný prst. Molekulární biologie procesu byla shrnuta Hutchinsem et al. V roce 2014 (PLOS ONE 9 (8): E105004). Do procesu odezvy je zapojeno více než 300 genů a jsou aktivovány vývojové a ranní cesty pro reakci na zahojení a vrátily ocas zpět.
Zatímco oprava ran u zvířat i rostlin se tradičně zaměřuje na genové regulované dráhy, nedávný výzkum vrhá světlo na kritickou roli fyzikálních podnětů ve vývojové biologii rostlin. Studie zveřejněná nedávno v Současná biologie (Vol. 35, vydání 16, p3851-3868.e7) Mabel Maria Mathew a Kalika Prasad v IISER PUNE zdůrazňuje podhodnocený, ale kritický faktor ve vývoji a regeneraci: geometrie buněk.
Vědci zkoumali, jak při amputování regeneroval svůj tvar kořenové špičky se zužujícím se tvarem. Zjistili, že stávající buňky změnily geometrii, aby vedly vyrovnání řad nových regeneračních buněk podél nakloněné cesty. Tyto nakloněné řady buněk konečně znovu vybudují zúžený tvar kořene. Z technického hlediska se tento proces nazývá morfogeneze, biologický proces, který způsobuje, že si organismus vyvine jeho tvar a strukturu. Zahrnuje koordinovaný růst, dělení, diferenciaci a organizaci buněk za vzniku tkání, orgánů a dokonce i úplného organismu.
Pokusy popsané v této studii použily regeneraci kořenových špiček v Arabidopsis thaliana hořčičné rodiny jako experimentálního systému k prokázání toho, jak změny v geometrii buněk přispívají k morfogenezi a usnadňují morfogenezi.
Pomocí pokročilé mikroskopie a experimentálních nástrojů tým pozoroval, že normální kořenové buňky CUBELIKE změnily jejich velikost a tvar na tvary kosočtverce, kde změněné buňky rozdělovaly diagonálně a vytvářely trojúhelníkové hranolové buňky. Divize diagonálních divizí přesměrovaly růst sousedních buněk podél šikmé cesty a společně znovu vytvořily ztracenou zužující špičku.
Matematická a fyzikální analýza provedená skupinou a jejich spolupracovníky odhalila, že skutečnou silou těchto změn je vnitřní mechanické napětí – druh skrytého napětí vede buňky ke změně tvaru a strategicky dělení.
Zatímco tedy kmenové buňky a genetické dráhy jsou pro pochopení morfogeneze již dlouho ústřední, tato studie zdůrazňuje stejně důležitý, ale často přehlížený aspekt: jak buňky přizpůsobují jejich tvar pod stresem. Ukazuje, že velikost buněk a geometrie mohou hrát rozhodující roli při vedení morfogeneze během regenerace tkáně. Tyto principy mohou dokonce platit napříč jinými biologickými systémy a ukazují na univerzálnější roli pro fyzické narážky buněk, zejména geometrie buněk při formování života.
dbala@lvpei.org
Publikováno – 23. srpna 2025 06:00
