Mikroskop Altındaki Sır: Zebra Balığı Embriyolarında Hücreler Arası Ağın Keşfi
Canlı embriyonik hücreler küçük tüpler aracılığıyla birbirlerine paket gönderiyor.
1930’larda Paris’te mektuplar ve küçük paketler, şehir boyunca uzanan pnömatik tüplerden oluşan ayrıntılı bir yeraltı ağı aracılığıyla teslim edilirdi.
BioRxiv ön inceleme arşivinde yayınlanan bir çalışmada, Fransız araştırmacılar zebra balığı embriyolarının hücreleri arasında paket taşıyan uzun tüplere tanık oldular.
Yazarlar, “Bu çalışma, canlı bir embriyoda işlevsel tünelleme nanotüplerinin ilk gösterimi” diye yazıyor.
Hücrelerin diğer hücrelere dallar uzatabilme yeteneği ilk olarak 2004 yılında gözlemlenmiştir. O zamandan beri kanser hücreleri, mitokondri adı verilen enerji santralini sağlıklı hücrelerden emmek için bu ‘nanotüp otoyolunu’ bir pipet gibi kullanıyor.
Petri kapları kullanılarak yapılan deneyler, 100 mikrometreye kadar uzunluktaki tünelleme nanotüplerinin kimyasallar, haberci RNA, proteinler, organeller, virüsler ve bakteriler için önemli bir hücreler arası taşıma hizmeti sağladığını göstermiştir. Bu nanotüpler kanser, Alzheimer hastalığı, HIV ve SARS-CoV2 patogenezinde rol oynuyor olabilir.
Bir petri kabında mini bir posta sistemini gözlemlemek başka bir şeydir, aynı ağı canlı bir hayvan gibi karmaşık üç boyutlu bir yapıda görmek ise bambaşka bir şeydir. Çok hücreli organizmaların içinde pek çok şey bir arada bulunduğundan, mikroskobik lifler gürültü içinde kolayca kaybolabilir.
Hücreler o kadar yoğun bir şekilde paketlenmiştir ki, her hücreyi etiketleseniz bile, hücreler arası yapıları gözlemlemek imkansız olacaktır.”
Fransız araştırmacılar bu zorluğun üstesinden, hızla gelişen şeffaf zebra balığı embriyolarının içindeki dal büyümesini gözlemleyerek geldiler.
Her embriyonun 16 hücreli aşamasında, membranla işaretlenmiş mRNA tek bir hücreye enjekte edildi. Hücre bölündükçe, boya mozaik benzeri bir düzende yayıldı ve bazı hücreleri etkilerken diğerlerini etkilemedi. Sonuçta hücreleri birbirine bağlayan ince liflerden oluşan bir ağ ortaya çıktı.
Tünel benzeri nanotüpler, beş mikrometreden daha uzun sürekli bir iplik oluşturdukları için diğer dallardan ayırt edilebiliyordu.
Embriyo mide aşamasına ulaştığında, etiketlenmiş hücrelerin yaklaşık yüzde 35’i tünelli nanotüplerle birbirine bağlanmıştı.
Araştırmacılar, çözünebilir malzemelerin ve hacimli nesnelerin hareketinin ‘açık uçlu tünelli nanotüplerin bir özelliği’ olduğunu söyledi.
Bu özelliğin balık embriyolarında da mevcut olduğunu doğrulamak için araştırmacılar hücrelere, diğer hücreler arası kanallardan (komşu hücreler arasındaki jap bağlantıları gibi) geçemeyecek kadar büyük olan Dendra2 proteini enjekte ettiler. Sonuç olarak, hantal proteinin hücreden hücreye hareket ettiğini gözlemlediler.
Ayrıca bir hücreden diğerine mitokondrileri etiketleyen mRNA boyalarını hücrelere enjekte ettiler ve bu mitokondrilerin nanotüpler aracılığıyla uzak hücrelere nasıl taşındığını gözlemlediler.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Mikroskop Altındaki Sır: Zebra Balığı Embriyolarında Hücreler Arası Ağın Keşfi
Kelebekler Bilim İnsanlarının Kanseri Tespit Etmesine Nasıl Yardımcı Olabilir?