Meyve sineği kanadı gelişimini simüle eden yeni bir hesaplamalı model, araştırmacıların organ oluşumunun arkasında daha önce gizli olan mekanizmaları tanımlamasına olanak sağladı. Organlar meyve sinekleri ve insanlarda oldukça benzer şekillerde geliştiğinden, bu modelden elde edilen biyolojik bilgiler kanser, Alzheimer ve konjenital genetik doğum kusurları gibi insan hastalıklarının teşhis ve tedavisinde bilgi sağlamak için kullanılabilir.

Notre Dame Üniversitesi'nde kimya ve biyomoleküler mühendislik doçenti olan Jeremiah Zartman, organ dokusunu oluşturan mekanizmalara tersine mühendislik uygulayacak bir meyve sineği modeli geliştirmek için California Üniversitesi, Riverside'dan işbirlikçilerinin de dahil olduğu çok disiplinli bir araştırma ekibiyle çalıştı. Organ hücresi boyutunu ve şeklini düzenleyen kimyasal ve mekanik kaldıraçların daha derinlemesine anlaşılmasını sağlayan ekibin bulguları Nature Communications'da yayınlandı.

Zartman, “Bilgisayarda bir organı simüle etmeye çalışıyoruz; etkili bir şekilde o organın dijital ikizini yaratıyoru. Birbirleriyle nasıl etkileşime gireceklerini tahmin edip edemeyeceğimizi görmek için farklı hücreleri ve hücre parçalarını alıyoruz.” dedi.

Organlar, Zartman'ın "sinfoni" olarak adlandırdığı sinyallere yanıt olarak gelişiyor. Araştırmacıların meyve sineği modeli, hücre hareketini, kasılmasını, yapışmasını ve çoğalmasını düzenleyen çok sayıda sinyali birleştiriyor. Aynı zamanda hücre bileşenlerinin mekanik, kimyasal ve yapısal özelliklerini de içeriyor ve bu özelliklerin zaman içinde ve farklı konumlarda nasıl değiştiğini açıklıyor.

Hem model hem de laboratuvarının deneysel sonuçları, belirli bir şekle sahip bir organ oluşturmanın esnekliğini ve ayarlanabilirliğini tanımlayan, kavisli veya düz dokular üreten iki farklı kimyasal sinyal yolu sınıfının veya sinyal dizisinin olduğunu gösterdi. İnsülinden sinyal alan hücreler doku eğriliğinde artışa yol açarken, diğer iki temel büyüme düzenleyicisinden girdi alan hücreler dokuyu düzleştirdi. Araştırmacılar, bu büyüme düzenleyicilerinin aynı zamanda hücre boyutunu ve şeklini daha da şekillendirmek için hücrenin iç çerçevesini veya hücre iskeletini manipüle ettiğini keşfettiler.

Kaynak: www.sciencedaily.com