Исследователи из университета Мэриленда (США) изучили поведение клеток в яйцевых камерах плодовой мушки — модельной системе, которая давно используется для изучения миграции клеток. Результаты их работы, опубликованные в журнале iScience, объединяют биологические эксперименты и математическое моделирование. Оказалось, что клетки реагируют не только на концентрацию химических сигналов — хемоаттрактантов, как считалось ранее, но и на физическую форму тканей.
Представьте, что движение клеток похоже на путешествие по лесу с указателями — раньше считалось, что клетки просто следуют за усиливающимся запахом, ориентируясь на градиенты химических веществ. Но новое исследование показало, что «рельеф местности» — узкие «трубочки» и более широкие «долины» в тканях — играет не менее важную роль.
В экспериментах биолога Алекса Джорджа клетки мигрировали по яйцевой камере, где химические сигналы распределялись неоднородно. Визуализация показала, что клетки ускорялись в узких участках тканей и замедлялись в более широких. Математик Нагмех Ахаван разработала математические модели, которые подтвердили эти наблюдения: физическая структура тканей создает своеобразные «переулки» и «площади», по которым клетки движутся с разной скоростью, как машины в городе. Когда предсказания модели Ахаван совпали с результатами экспериментов Джорджа, команда поняла, что движется в верном направлении.
Ученые надеются, что их исследования помогут создать новые подходы для управления миграцией клеток, которые можно будет применять в медицине, например, в терапии рака или ускорении заживления ран.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как растения создают порядок из генетического шума.