Článek
Doktor Barriga a jeho kolegové z Technologické univerzity v Drážďanech zjistili, že buňky neurální lišty jsou během vývoje řízené vnitřními elektrickými poli. Prostřednictvím tohoto procesu, známého jako elektrotaxe (pohyb živočichů způsobený elektrickým proudem), mohou buňky snímat směr z elektrických polí generovaných uvnitř embrya a podle toho se pohybovat.
Neurální lišta je nezbytnou součástí embrya a tato oblast buněk tvoří kosti naší tváře a krku, stejně jako části nervového systému.
Komunikační tok
Jak embryo roste, existuje nepřetržitý tok komunikace mezi buňkami za účelem vytvoření tkání a orgánů. Buňky potřebují číst četné podněty ze svého prostředí. Ty mohou být chemické nebo mechanické povahy. Samotné však nemohou vysvětlit kolektivní migraci buněk. Velké množství důkazů ale naznačovalo, že k pohybu může dojít také v reakci na embryonální elektrická pole. Jak a kde jsou tato pole v embryích založena, bylo dosud nejasné.
Toto pozorování bylo dříve omezené na studium kultivovaných buněk, ale nyní bylo vědecky prokázané ve vyvíjejícím se embryu.
Citlivá napěťově fosfatáza 1 (Vsp1)
Doktor Barriga a jeho tým identifikovali enzym známý jako citlivá napěťově fosfatáza 1 (Vsp1), který se nachází v buňkách neurální lišty. Vzhledem k všestranné struktuře Vsp1 se zdálo, že je schopný jak snímat, tak převádět elektrické signály. Aby se potvrdilo, že Vsp1 je nutný pro elektrotaxi, vytvořili vědci defektní verzi enzymu a ukázali, že kolektivní elektrotaxe byla v buňkách injikovaných touto kopií narušená.
Vizionářský plán NASA pro budoucí průzkum vesmíru
Neohrožený bílý trpaslík balancuje na hraně horizontu černé díry, tenhle do ní asi nespadne
Na rozdíl od očekávání se enzym Vsp1 nezdál být relevantní pro samotný pohyb, ale místo toho by mohl specificky převádět gradienty elektrického proudu na směrovou a kolektivní migraci. Jedná se o unikátní pozorování, protože většina enzymových senzorů je vyžadovaná pro samotný pohyb, což ztěžuje studium jejich role ve vedení.
Buňky neurální lišty
Toto je první experimentální důkaz, který naznačuje, že elektrická pole se objevují podél cesty, kde migrují buňky neurální lišty a vysvětluje mechanismus jejich vzniku. Tyto objevy zdůrazňují cenný příspěvek, který poskytuje bioelektřina během embryonálního vývoje. Rozšířením našich znalostí o elektrotaxi uživých zvířat tento výzkum otevírá nové možnosti pro napodobování vývojových procesů v laboratoři s přesností větší než kdykoli předtím.
Je však zapotřebí dalšího výzkumu, abychom pochopili roli elektrických polí v buněčném chování a zvýšili naše chápání fyziky živých systémů.
Výzkum mechanismů elektrotaxe však stále pokračuje. „V širší perspektivě jsme nyní uvedli dalšího hráče do složitého procesu morfogeneze tkání,“ poznamenává doktor Barriga. „Otázkou nyní je, jak to zapadá do již zavedených rámců mechanických a chemických podnětů během embryogeneze?“.
Vědecký tým: Fernando Ferreira, Sofia Moreira, Min Zhao a Elias H. Barriga
