Изучая развитие сердечной трубки у дрозофилы, учёные создали модель, которая описывает процесс формирования клеточных цепочек при развитии органов и заживлении ран.
Для создания тканей или восстановления повреждений клетки должны взаимодействовать только с подходящими соседними клетками. В качестве примера можно привести ранние стадии развития зародыша дрозофилы, где две параллельные линии клеток сходятся к центру, образуя идеальную пару и создавая трубку для перекачивания жидкости в сердце.
Благодаря постоянной вариации размеров клеток и биологическому шуму эта живая система собирается почти безукоризненно. Ошибки в таком сложном процессе могут вызвать дефекты органов, а у более сложных организмов — развитие сердечных заболеваний.
Для понимания механизмов распознавания и соединения клеток исследователями из Уорикского университета (Великобритания) и Национального университета Сингапура была создана новая модель. Модель объясняет точную стыковку клеток без сложных миграций или перестроек на примере развития сердечной трубки у дрозофилы. Результаты исследования… опубликованы в журнале Biophysical Journal.
Объяснение: на начальных стадиях развития сердца мухи-дрозофилы у каждого типа клеток своя сила прикрепления. адгезиюСоединив в одном рисунке упругость (или жесткость) — показатель сопротивления деформации клетки относительно ее исходного размера — и адгезию, исследователи установили, что различия в «прилипании» определяют точность соединения клеток.
Различия в типах клеток приводят к их упорядоченному расположению для создания «выгодных» контактов. Беспорядочное размещение наблюдалось только при однородности клеток. Модель была проверена на данных экспериментов и подтвердила результаты.
Различия в прилипании клеток могут корректировать даже крупные системы и направлять их в нужное положение. Оптимальным фактором для успешного сопряжения подходящих пар клеток выступает диапазон упругости: чем жестче клетка, тем больше энергии затрачивается на изменение ее формы.
Авторы научной работы считают, что модель может помочь понять другие примеры точного срастания клеток.