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Os cientistas descrevem o mecanismo novo da locomoção celular

Enquanto o mundo inteiro está no lockdown durante a crise actual da corona, determinadas pilhas dentro de nossos corpos são ainda grande distância de viagem: quando isto acontecer quando você desenvolve a pneumonia, o corte do comum barato em seu dedo igualmente provocará as leucócito brancas dos glóbulos aka para mover-se imediatamente fora de seus vasos sanguíneos no local da inflamação.

Similarmente, as células cancerosas, que podem originar em todo o tecido ou órgão, podem igualmente espalhar e reproduzir longe de seu lugar de origem. O resultado: uma metástase.

Geralmente, cada pilha dentro dos ligamentos do organismo ao seu cerco através dos receptors específicos da adesão que estam presente em sua membrana de plasma. Como a “colagem universal” entre pilhas e seus arredores, estes receptors da adesão, ou os integrins, qualquer um estabilizam uma pilha se precisa de permanecer imóvel, ou servir-la como âncoras quando a pilha escala através do tecido.

Mas como podem determinados tipos de pilhas tais como os glóbulos brancos flexìvel rastejar através dos tecidos diferentes, embora estes tecidos sejam compor das moléculas muito distintas que não combinam necessariamente os receptors da adesão?

Mover-se com e sem uma “colagem”

O mistério foi resolvido em um estudo de natureza recente pelo grupo de Michael Sixt no instituto da ciência e a tecnologia Áustria (ISTs Áustria) e colaboradores de França.

Combinar experimenta com os modelos físicos, os cientistas descreve um mecanismo novo da locomoção da pilha que os trabalhos completamente independentes de uma pilha que liga especificamente ao ambiente extracelular. Em lugar de, as pilhas usam a geometria do ambiente para propelir-se.

Em suas experiências, os biólogos usaram tipos diferentes de leucócito de que eliminaram genetically a função dos integrins para interromper o emperramento entre as pilhas e seu ambiente extracelular.

Quando os integrins forem essenciais para a sobrevivência e o movimento de quase todos os tipos da pilha, os cientistas das ISTs Áustria tinham descoberto em um estudo precedente que as leucócito podem se mover e sobreviver sem integrins. O mesmos despejaram ser verdadeiros para algumas células cancerosas.

Terras geladas adiante!

Para analisar o mecanismo da locomoção que permite que as pilhas migrem na ausência da adesão, os cientistas centraram-se sobre a geometria do ambiente um pouco do que sua composição molecular. Projectaram os canais “microfluidic” pilha-feitos sob medida minúsculos com geometria diferentes da parede: de completamente liso à textura áspera ou serrilhada.

Deixaram então as pilhas migrar através destes canais para observar que as pilhas integrin-destituídas não podiam se mover para a frente quando as paredes estavam lisas e paralelas. “As pilhas “estavam sendo executado na hora”--apenas como um pneu de carro giraria em terras geladas,” diz Anne Reversat, primeiro autor do estudo e do postdoc anterior das ISTs Áustria, que está fazendo agora a pesquisa na universidade de Liverpool.

Contudo, quando as paredes textured com colisões, as pilhas poderiam eficientemente migrar sem integrins. As pilhas que ainda levaram seus integrins poderiam ingualmente migrar no textured áspero e alisar os canais.”

Anne Reversat, Postdoctrate, primeiro autor do estudo, ISTs Áustria

O aperto direito a ir em toda parte

Olhando mais perto experimental e teòrica na biomecânica de tal movimento “fora de estrada” da pilha, Reversat descobriu e outros o tema mecânico unificador que é a base de ambos os modos de locomoção: Actínio--o material de construção filamentous do cytoskeleton da pilha--fluxos da frente da pilha à parte final.

Este “fluxo retrógrado do actínio” é a força dentro da pilha que, acoplada uma vez ao ambiente, conduz o corpo de pilha para a frente. o Força-acoplamento pode acontecer através dos integrins que penetram a membrana de plasma e conectam desse modo o actínio intracelular com a carcaça extracelular.

Como os cientistas encontraram, contudo, o actínio não pode somente acoplar-se através dos integrins; pode igualmente acoplar-se sem nenhuns receptors da transmembrana. Reversat: “O fluxo retrógrado gera as forças de tesoura intracelulares que empurram contra as paredes do canal sempre que há uma colisão.

Se as paredes estão paralelas, ou as colisões são demasiado afastadas, esta não trabalha. Uma outra maneira de considerar isto é que a pilha se propele mudando sua forma ao longo do tempo. Apesar de tudo, as leucócito são pilhas amoeboid--“amoibos” que são a palavra grega para “mudar”.

Porque a estrutura fina dos tecidos é geomètrica muito complexa, as pilhas amoeboid podem sempre confiar neste modo de locomoção. Isto fá-los enorme adaptávens. Essencialmente, podem ir em toda parte.”

Source:
Journal reference:

Reversat, A., et al. (2020) Cellular locomotion using environmental topography. Nature. doi.org/10.1038/s41586-020-2283-z.