Μας έκρυβαν όντως την αλήθεια οι επιστήμονες;
Για πάνω από 100 χρόνια, τα σχολικά βιβλία δίδασκαν ότι κατά τη διαίρεση, ένα κύτταρο γίνεται πρώτα τέλεια σφαιρικό και έπειτα χωρίζεται σε δύο απολύτως ίδιες «θυγατρικές» μονάδες.
Όμως, όπως αποδεικνύει μια νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό Science, η πραγματική φύση των κυττάρων είναι πολύ πιο σύνθετη.
Μια ομάδα βιολόγων υπό την καθοδήγηση του Δρ. Shane Herbert ανακάλυψε ότι το κύτταρο, πριν διαιρεθεί, δεν αποκτά απαραίτητα σφαιρικό σχήμα.
Στην πραγματικότητα, στις περισσότερες περιπτώσεις η διαίρεση είναι ασύμμετρη — οι «κόρες» διαφέρουν σε μέγεθος, λειτουργία και μοίρα.
Μέχρι τώρα, η ασύμμετρη διαίρεση θεωρούνταν χαρακτηριστικό μόνο εξειδικευμένων βλαστικών κυττάρων.
Όμως τα πειράματα έδειξαν ότι αυτή η ασυμμετρία είναι ευρέως διαδεδομένη και οφείλεται απλώς στη γεωμετρία του μητρικού κυττάρου.
Τα κοντά και στρογγυλεμένα κύτταρα πράγματι τείνουν να «στρογγυλοποιούνται» πριν από τον μιτωτικό κύκλο και παράγουν δύο σχεδόν ίδιες κόρες.
Όμως τα μακριά και επιμηκυμένα κύτταρα διατηρούν το σχήμα τους και διαιρούνται άνισα: η μία κόρη κληρονομεί περισσότερα οργανίδια και κυτταρόπλασμα, έχοντας περισσότερες πιθανότητες να γίνει ένα ενεργό, ταχέως αναπτυσσόμενο κύτταρο (π.χ. αγγειακό).
Η άλλη, με λιγότερους πόρους, τείνει να έχει πιο παθητικό ρόλο.
Οι αλλαγή των όρων
Όπως λέει ο δρ. Herbert, «παλαιότερα λέγαμε στους φοιτητές ότι η μίτωση είναι συμμετρική και τυποποιημένη.
Εμείς αποδείξαμε ότι όλα εξαρτώνται από το σχήμα του μητρικού κυττάρου».
Η ομάδα χρησιμοποίησε πρωτοποριακή τεχνική απεικόνισης σε πραγματικό χρόνο, με διαφανή έμβρυα ψαριών zebrafish, που είναι ιδανικά για παρατήρηση λόγω της διαφανούς σύστασής τους.
Κατά τη μελέτη σχηματισμού νέων αιμοφόρων αγγείων, βρέθηκε ότι το «οδηγό» κύτταρο στο άκρο ενός αναπτυσσόμενου αγγείου διαιρείται ασύμμετρα: δημιουργεί ένα «οδηγό» ταχύ και δραστήριο κύτταρο, και ένα δεύτερο πιο αργό, που το ακολουθεί.
Η διαφάνεια των εμβρύων επέτρεψε στην ομάδα, υπό τη δρ. Holly Lovegrove, να «κινηματογραφήσει» κυριολεκτικά τη συμπεριφορά των κυττάρων.
Ταυτόχρονα, η δρ. Georgia Halmz εφάρμοσε τεχνικές μικρο-χαρτογράφησης σε ανθρώπινα κύτταρα, χρησιμοποιώντας UV τεχνολογία PRIMO για να δημιουργήσει επιφάνειες με συγκεκριμένα σχήματα — οδηγώντας τα κύτταρα να υιοθετήσουν προκαθορισμένη γεωμετρία.
Το συμπέρασμα ήταν σαφές: εάν ένα κύτταρο επιμηκυνθεί τεχνητά, είναι προβλέψιμο ότι θα διαιρεθεί άνισα.
Εάν παραμείνει στρογγυλό, θα παράγει δύο παρόμοιες κόρες.
Τι σημαίνουν όλα αυτά για την επιστήμη και την ιατρική;
Πρώτον, η νέα γνώση μπορεί να αλλάξει τον τρόπο που αντιμετωπίζεται ο καρκίνος.
Τα καρκινικά κύτταρα φαίνεται ότι «ξεφεύγουν» από τη θεραπεία μέσω ασύμμετρης διαίρεσης: η μία κόρη παραμένει επιθετική και ανθεκτική, ενώ η άλλη φαίνεται να «θυσιάζεται».
Δεύτερον, η ανακάλυψη έχει τεράστιες δυνατότητες για την αναγεννητική ιατρική: αν μπορούμε να «προγραμματίσουμε» εκ των προτέρων το σχήμα ενός κυττάρου, τότε μπορούμε να κατευθύνουμε και τη λειτουργία των θυγατέρων του — για τη δημιουργία εξατομικευμένων ιστών, όπως αγγεία ή νευρικά κύτταρα.
Όπως λέει ο δρ. Herbert, «ίσως για πρώτη φορά μπορούμε να ελέγξουμε τη μοίρα των θυγατρικών κυττάρων, αλλάζοντας απλώς το σχήμα του μητρικού.
Ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά τα πειράματα το αποδεικνύουν».
Ίσως βρισκόμαστε στην αυγή της επόμενης μεγάλης βιολογικής επανάστασης.
www.bankingnews.gr
Όμως, όπως αποδεικνύει μια νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό Science, η πραγματική φύση των κυττάρων είναι πολύ πιο σύνθετη.
Μια ομάδα βιολόγων υπό την καθοδήγηση του Δρ. Shane Herbert ανακάλυψε ότι το κύτταρο, πριν διαιρεθεί, δεν αποκτά απαραίτητα σφαιρικό σχήμα.
Στην πραγματικότητα, στις περισσότερες περιπτώσεις η διαίρεση είναι ασύμμετρη — οι «κόρες» διαφέρουν σε μέγεθος, λειτουργία και μοίρα.
Μέχρι τώρα, η ασύμμετρη διαίρεση θεωρούνταν χαρακτηριστικό μόνο εξειδικευμένων βλαστικών κυττάρων.
Όμως τα πειράματα έδειξαν ότι αυτή η ασυμμετρία είναι ευρέως διαδεδομένη και οφείλεται απλώς στη γεωμετρία του μητρικού κυττάρου.
Τα κοντά και στρογγυλεμένα κύτταρα πράγματι τείνουν να «στρογγυλοποιούνται» πριν από τον μιτωτικό κύκλο και παράγουν δύο σχεδόν ίδιες κόρες.
Όμως τα μακριά και επιμηκυμένα κύτταρα διατηρούν το σχήμα τους και διαιρούνται άνισα: η μία κόρη κληρονομεί περισσότερα οργανίδια και κυτταρόπλασμα, έχοντας περισσότερες πιθανότητες να γίνει ένα ενεργό, ταχέως αναπτυσσόμενο κύτταρο (π.χ. αγγειακό).
Η άλλη, με λιγότερους πόρους, τείνει να έχει πιο παθητικό ρόλο.
Οι αλλαγή των όρων
Όπως λέει ο δρ. Herbert, «παλαιότερα λέγαμε στους φοιτητές ότι η μίτωση είναι συμμετρική και τυποποιημένη.
Εμείς αποδείξαμε ότι όλα εξαρτώνται από το σχήμα του μητρικού κυττάρου».
Η ομάδα χρησιμοποίησε πρωτοποριακή τεχνική απεικόνισης σε πραγματικό χρόνο, με διαφανή έμβρυα ψαριών zebrafish, που είναι ιδανικά για παρατήρηση λόγω της διαφανούς σύστασής τους.
Κατά τη μελέτη σχηματισμού νέων αιμοφόρων αγγείων, βρέθηκε ότι το «οδηγό» κύτταρο στο άκρο ενός αναπτυσσόμενου αγγείου διαιρείται ασύμμετρα: δημιουργεί ένα «οδηγό» ταχύ και δραστήριο κύτταρο, και ένα δεύτερο πιο αργό, που το ακολουθεί.
Η διαφάνεια των εμβρύων επέτρεψε στην ομάδα, υπό τη δρ. Holly Lovegrove, να «κινηματογραφήσει» κυριολεκτικά τη συμπεριφορά των κυττάρων.
Ταυτόχρονα, η δρ. Georgia Halmz εφάρμοσε τεχνικές μικρο-χαρτογράφησης σε ανθρώπινα κύτταρα, χρησιμοποιώντας UV τεχνολογία PRIMO για να δημιουργήσει επιφάνειες με συγκεκριμένα σχήματα — οδηγώντας τα κύτταρα να υιοθετήσουν προκαθορισμένη γεωμετρία.
Το συμπέρασμα ήταν σαφές: εάν ένα κύτταρο επιμηκυνθεί τεχνητά, είναι προβλέψιμο ότι θα διαιρεθεί άνισα.
Εάν παραμείνει στρογγυλό, θα παράγει δύο παρόμοιες κόρες.
Τι σημαίνουν όλα αυτά για την επιστήμη και την ιατρική;
Πρώτον, η νέα γνώση μπορεί να αλλάξει τον τρόπο που αντιμετωπίζεται ο καρκίνος.
Τα καρκινικά κύτταρα φαίνεται ότι «ξεφεύγουν» από τη θεραπεία μέσω ασύμμετρης διαίρεσης: η μία κόρη παραμένει επιθετική και ανθεκτική, ενώ η άλλη φαίνεται να «θυσιάζεται».
Δεύτερον, η ανακάλυψη έχει τεράστιες δυνατότητες για την αναγεννητική ιατρική: αν μπορούμε να «προγραμματίσουμε» εκ των προτέρων το σχήμα ενός κυττάρου, τότε μπορούμε να κατευθύνουμε και τη λειτουργία των θυγατέρων του — για τη δημιουργία εξατομικευμένων ιστών, όπως αγγεία ή νευρικά κύτταρα.
Όπως λέει ο δρ. Herbert, «ίσως για πρώτη φορά μπορούμε να ελέγξουμε τη μοίρα των θυγατρικών κυττάρων, αλλάζοντας απλώς το σχήμα του μητρικού.
Ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά τα πειράματα το αποδεικνύουν».
Ίσως βρισκόμαστε στην αυγή της επόμενης μεγάλης βιολογικής επανάστασης.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών