Nhân tế bào được cho là đàn hồi như một quả bóng cao su. Nó biến dạng và trở lại hình dạng khi tế bào di chuyển qua các lỗ chân lông và giữa các sợi bên trong cơ thể con người. Giờ đây, các nhà khoa học từ Đại học Texas A & M và University of Florida đã phát hiện ra rằng nhân tế bào phức tạp hơn so với người ta từng nghĩ.
Họ phát hiện ra rằng nó hoạt động giống như một giọt chất lỏng hơn là một quả bóng cao su. Nghiên cứu kêu gọi một cái nhìn mới về cách hình dạng hạt nhân trở nên bất thường trong các bệnh như ung thư.
Nhân chứa một bộ gen giám sát một chức năng tế bào và hành vi. Nhân biến dạng là dấu hiệu cảnh báo các bệnh như ung thư. Các tế bào ung thư có nhân bất thường như vậy có thể lây lan khắp cơ thể, một quá trình được gọi là di căn ung thư, có khả năng gây tử vong.
Ngay cả bây giờ, các quan sát về hình dạng hạt nhân được sử dụng để chẩn đoán ung thư. Tuy nhiên, nguyên nhân của các hạt nhân dị thường vẫn còn là một bí ẩn. Có thể phát triển các phương pháp mới để điều trị ung thư bằng cách giúp nhân tế bào phục hồi hình dạng bình thường của chúng bằng cách hiểu cách chúng trở nên có hình dạng bất thường.
Những phát hiện từ nghiên cứu này rất quan trọng để hiểu làm thế nào một lớp bảo vệ bao quanh hạt nhân, được gọi là lamina, giúp duy trì hình dạng hạt nhân. Đồng thời, các tế bào bò qua các đường ngoằn ngoèo qua các lỗ chân lông và xung quanh các sợi mô.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã khám phá các hành vi hạt nhân bằng cách đặt các nguyên bào sợi vào một chướng ngại vật thu nhỏ gồm các cột nhỏ, linh hoạt bằng 1/100 chiều rộng của tóc người. Nhân tế bào phải chen chúc giữa các cột trụ, chui qua mê cung chướng ngại vật này.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu các chuyển động bằng kính hiển vi tiên tiến, độ phân giải cao có thể chụp ảnh cấu trúc ba chiều của hạt nhân. Hình ảnh cũng cho thấy các trụ tạo ra các vết lõm sâu vào bề mặt hạt nhân. Tuy nhiên, hình dạng tổng thể của hạt nhân vẫn được bảo toàn, cho phép hạt nhân di chuyển thành công giống như một giọt chất lỏng, không giống như một quả bóng cao su đàn hồi đàn hồi, xuyên qua các chướng ngại vật.
Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các hạt nhân bị vướng vào các vật cản do thiếu A/C lamin, một trong những thành phần protein thông thường của lamina. Phát hiện chỉ ra rằng A/C lamin hỗ trợ duy trì sức căng bề mặt của “giọt hạt nhân”.
Tiến sĩ Tanmay Lele, Giáo sư Unocal tại Khoa Kỹ thuật Y sinh, nói, “Công việc của chúng tôi chỉ ra một cơ chế cơ bản nhờ đó hạt nhân duy trì hình dạng và bảo vệ bộ gen của nó. Khám phá của chúng tôi cũng giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về cách các hạt nhân biến dạng phát sinh trong bệnh ung thư và cách có khả năng làm cho chúng bình thường trở lại. Hiện chúng tôi đang nghiên cứu ý nghĩa của mô hình giọt đối với các hình dạng hạt nhân bất thường thường thấy trong bệnh ung thư.”
Tạp chí tham khảo:
- Aditya Katiyar, Jian Zhang và cộng sự. Hạt nhân vượt qua các chướng ngại vật bằng cách biến dạng như một giọt nước với sức căng bề mặt do Lamin A/C làm trung gian. Khoa học nâng cao, 2022; 9 (23): 2201248 DOI: 10.1002 / advs.202201248
