האמינו שגרעין התא הוא אלסטי כמו כדור גומי. הוא מתעוות ונצמד בחזרה לצורה כשהתא מנווט דרך הנקבוביות ובין סיבים בתוך גוף האדם. עכשיו, מדענים מ אוניברסיטת טקסס A & M ו אוניברסיטת פלורידה גילו שגרעין התא מורכב יותר ממה שחשבו בעבר.
הם גילו שהוא מתנהג יותר כמו טיפת נוזל מאשר כדור גומי. המחקר קורא להסתכל מחדש על האופן שבו הצורה הגרעינית הופכת לא נורמלית במחלות כמו סרטן.
הגרעין מכיל גנום שמנטר את א הפונקציה של התא והתנהגות. גרעינים מוטעים הם סימני אזהרה למחלות כמו סרטן. ייתכן שתאים סרטניים בעלי גרעין חריג כזה יתפשטו בכל הגוף, תהליך המכונה גרורות בסרטן, שיש לו פוטנציאל להיות קטלני.
אפילו עכשיו, תצפיות על צורה גרעינית משמשות לאבחון סרטן. עם זאת, הסיבה לגרעינים חריגים נותרה בגדר תעלומה. ייתכן שניתן יהיה לפתח שיטות חדשות לטיפול בסרטן על ידי סיוע לגרעיני התאים לשחזר את צורותיהם הרגילות על ידי הבנת האופן שבו הם מקבלים צורה חריגה.
הממצאים ממחקר זה הם קריטיים להבנה כיצד שכבת הגנה המקיפה את הגרעין, הנקראת lamina, מסייעת לשמר את הצורה הגרעינית. במקביל, תאים זוחלים דרך השבילים המפותלים דרך הנקבוביות וסביב סיבי הרקמה.
מדענים, במחקר זה, חקרו התנהגויות גרעיניות על ידי הצבת פיברובלסטים לתוך מסלול מכשולים מיניאטורי של עמודים זעירים וגמישים 1/100 מהרוחב של שיער אנושי. גרעין התאים נאלץ להידחק בין העמודים, לזחול דרך מבוך המכשולים הזה.
המדענים חקרו את התנועות באמצעות מיקרוסקופ חדשני ברזולוציה גבוהה שיכול ללכוד תמונות של המבנים התלת מימדיים של הגרעינים. ההדמיה גם חשפה את העמודים שיצרו חריצים עמוקים לתוך פני השטח הגרעיניים. עם זאת, הצורה הגרעינית הכללית נשמרה, מה שאפשר לגרעין לעבור בהצלחה כמו טיפת נוזל, בניגוד לכדור גומי אלסטי קפיצי, דרך המכשולים.
המחקר גם הראה שהגרעינים מסתבכים בחסימות עקב מחסור ב-lamin A/C, אחד ממרכיבי החלבון הקבועים של lamina. הממצא מצביע על כך שהמיזוג אוויר מסייע בשימור מתח הפנים של "הטיפה הגרעינית".
ד"ר טנמאי ללה, פרופסור לא נוקל במחלקה להנדסה ביו-רפואית, אמר, "העבודה שלנו מצביעה על מנגנון בסיסי שבאמצעותו הגרעין שומר על צורתו ומגן על הגנום שלו. הגילוי שלנו גם עוזר לנו להבין טוב יותר כיצד נוצרים גרעינים מעוותים בסרטן וכיצד אפשר להפוך אותם לנורמליים שוב. אנו חוקרים כעת את ההשלכות של מודל הטיפה על הצורות הגרעיניות החריגות הנצפות בדרך כלל בסרטן."
עיון ביומן:
- Aditya Katiyar, Jian Zhang et al. הגרעין עוקף מכשולים על ידי עיוות כמו טיפה עם מתח פני השטח בתיווך Lamin A/C. מדע מתקדם, 2022; 9 (23): 2201248 DOI: 10.1002/advs.202201248
