Cellekjernen ble antatt å være elastisk som en gummiball. Den deformeres og smekker tilbake i form når cellen navigerer gjennom porene og mellom fibrene inne i menneskekroppen. Nå har forskere fra Texas A & M University og University of Florida har funnet ut at cellekjernen er mer kompleks enn tidligere antatt.
De oppdaget at den oppfører seg mer som en væskedråpe enn en gummikule. Studien krever et nytt blikk på hvordan kjernefysisk form blir unormal i sykdommer som kreft.
Kjernen inneholder et genom som overvåker en cellens funksjon og oppførsel. Misformede kjerner er advarselstegn på sykdommer som kreft. Det er mulig for kreftceller med en slik avvikende kjerne å spre seg gjennom hele kroppen, en prosess kjent som kreftmetastase, som har potensial til å være dødelig.
Selv nå blir observasjoner av kjernefysisk form brukt til å diagnostisere kreft. Årsaken til avvikende kjerner har imidlertid forblitt et mysterium. Det kan være mulig å utvikle nye metoder for behandling av kreft ved å hjelpe cellekjerner med å gjenopprette sin normale form ved å forstå hvordan de blir unormalt formet.
Funnene fra denne studien er avgjørende for å forstå hvordan et beskyttende lag som omgir kjernen, kalt lamina, bidrar til å bevare kjernefysisk form. Samtidig kryper cellene gjennom de kronglete banene gjennom porene og rundt vevsfibre.
Forskere, i denne studien, utforsket kjernefysisk atferd ved å plassere fibroblaster i en miniatyr hinderløype av små, fleksible søyler 1/100 av bredden av menneskehår. Cellenes kjerne måtte klemme seg mellom søylene og krype gjennom denne labyrinten av hindringer.
Forskerne studerte bevegelsene ved hjelp av et banebrytende, høyoppløselig mikroskop som kunne fange bilder av kjernenes tredimensjonale strukturer. Avbildningen avslørte også at søylene skapte dype fordypninger i kjernefysiske overflaten. Likevel ble den generelle kjerneformen bevart, slik at kjernen kunne passere vellykket som en væskedråpe, i motsetning til en fjærende elastisk gummiball, gjennom hindringene.
Studien viste også at kjernene blir viklet inn i hindringene på grunn av mangel på lamin A/C, en av de vanlige proteinkomponentene i lamina. Funnet indikerer at laminert luftkondisjonering hjelper til med å bevare "atomdråpens" overflatespenning.
Dr. Tanmay Lele, unocal professor ved Institutt for biomedisinsk ingeniørvitenskap, sa, "Vårt arbeid peker på en grunnleggende mekanisme som gjør at kjernen bevarer sin form og beskytter genomet. Oppdagelsen vår hjelper oss også bedre å forstå hvordan misformede kjerner oppstår i kreft og hvordan vi potensielt kan gjøre dem normale igjen. Vi studerer nå implikasjonene av fallmodellen for de unormale kjernefysiske formene som vanligvis observeres i kreft.»
Tidsreferanse:
- Aditya Katiyar, Jian Zhang et al. Kjernen omgår hindringer ved å deformere som en dråpe med overflatespenning mediert av Lamin A/C. Avansert vitenskap, 2022; 9 (23): 2201248 DOI: 10.1002/advs.202201248
