Bilim insanları epitelyal hücrelerin sabit hücre sayısını nasıl koruduklarını keşfetti
Çalışma; mekanik gerilimlerin, hücre bölünmesini ve ölümünü kontrol ettiğini kanıtlıyor. Fotoğraf: Swapna Gudipaty
Utah Üniversitesi bünyesindeki Huntsman Kanser Enstitüsü’nde (HCI) çalışan bilim insanları, Nature dergisinde yayımlanan araştırmalarında epitelyal hücrelerinin doğal olarak nasıl dönüştüğünü, hücre bölünmesi ve ölümü arasında hücre sayını nasıl sabit tuttuklarını gösteriyor.
Epitelyal hücreler, iç organları kaplayan, organlara düzgün çalışmalarını sağlayan koruyucu bir bariyer veren, deri ve deri benzeri astarlar içerir. Hücreler epitel hücrelere çok çabuk dönüşürler. Sağlıklı hücre yoğunluğunu korumak için, eşit sayıda hücre bölünmeli ve ölmelidir. Eğer bu denge bozulursa, iltihaplı hastalıklar veya kanserler baş gösterebilir.
Çalışmanın lideri Jody Rosenblatt, HCI’ da araştırmacı ve Utah Üniversitesi’nde onkoloji bilimlerinde doçent, “ Eğer çok fazla epitelyal hücre ölürse, organ bariyeri işlevini kaybedebilir ve iltihaplı hastalıklara - astım ve kolit (kalın bağırsak iltihabı) gibi- yol acabilir. Bunun yanısıra, hücre bölünmesi hücre ölümlerine gore çok daha fazla sayıdaysa, bu durum tümör oluşumuna yol açabilecek aşırı hücre miktarına neden olabilir. Bu yüzden iki taraftaki dengesizlik problem teşkil eder.”
Kanserlerin yaklaşık yüzde doksanı, organları kaplayan basit epitel hücrelerde ortaya çıkar. Normal olarak hücre bölünmesini ve ölümünü kontrol eden surecleri ve bu süreçlerin nasıl birbirleriyle bağlantılı olduğunu bilmek, bu olayların yanlış düzenlenmesiyle kansere nasıl yol açtığını anlamada esastır. Bilim insanları daha önceden deneysel tetikleyicilere karşılık hücre bölünmesi ve ölümü üzerine çalışmış olsalar da, bu işlemlerin doğal olarak nasıl meydana geldikleri daha net değildi.
HCl takımı bu bulmacaya bir cevap buldu. Karşılıklı mekanik gerilimin hem hücre bölünmesini hem de hücre ölümünü kontrol ettiğini öğrendiler. Spesifik olarak, epitelyal hücrelerin uzanmasının onların bölünmelerine ve epitelyal hücrelerin kalabalıklaşmasının ise onların dışarı atılıp ölmesine neden olduğunu buldular.
Rosenblatt, “Ölüm ve bölünme süreçlerini birbirine bağlayan birtakım düzenlemelerin olması gerektiğini biliyorduk“ diyor. “Bulduklarımız gerçekten basit ilkelere dayanıyor. Hepsi tamamen mekanik gerginlikle ilgili. Eğer hücreler çok kalabalıklaşırsa, - 1.6 kat daha kalabalık – o zaman bazı hücreler dışarı atılır ve sonra ölürler. Hücrelerin ekstrüzyonu, hücre tabakalarının tekrar istedikleri yoğunluklara dönmesini sağlar. “
Diğer taraftan, araştırmacılar hücrelerin daha seyrek alanlarda bölünmüş olduğunun farkına vardılar. Bu seyrek bölgelerin hücre uzamasında bir gerilim oluşturduğunu fark ettiler.
Rosenblatt’ın ekibi, insan kolon hücrelerini, zebra balığı hücrelerini ve köpek hücre kültürlerini analiz etti. Hücrelerin bölündüğü yerler her zaman daha da gerilmişti – 1.6 kat daha gerilmiş, tam da hücre ölümü için gereken oran kadar.
Sıradaki adim ise bu süreçlerin oluşmasına neyin sebep olduğunun bulunmasıydı. Rosenblatt’ın ekibi, hücre bölünmesiyle ölümünün aynı Piezo1 adlı protein tarafından kontrol edildiğini keşfetti.
“Temel olarak, bu aynı protein hem kalabalıklaşmayı hem de gerilmeyi algılar – ancak sonuç hücrenin ne durumda olduğuna bağlı olarak çok farklı.” diyen Rosenblatt, “ Piezo1, bir çeşit termostat gibi iki tarafı da düzenliyor. Tıpkı bir termostatın soğuk ve sıcağı düzenlemesi gibi; onun da bir uyarıcıyla kalabalıklığı ve gerilmeyi ölçmesi mantıklıdır. Eğer iki ayrı düzenleyici olsaydı, bir sensör koptuğu anda olaylar kontrolden çıkabilirdi.” şeklinde açıklama yapıyor.
Ayrıca, Piezo1’in düzenlemeye nasıl katıldığını anlamayla birlikte , Roseblatt’ın ekibi hücre döngüsünde hücrelerin onarımı için durakladığı basamağı da belirledi.
Roseblatt, “ Hücrelerin bölünme döngüsünü başlattıklarında, surecin sonuna kadar tam güçle ilendiklerini farz etmiştik. Hücre döngüsü boyunca aralar verdiğini bilmiyorduk.” diyor. “Fakat, hücrelerin bölünmesini beklemek için hücrelerin durakladıkları bir nokta bulduk. Hücrelerin bölünmesi için çok şey gerekir; DNA’nın kendisini kopyalaması gerekir, bu sayede yarısına bölünebilir, böylelikle her bir yeni hücre aynı DNA’yı içerir. Bu hücreler bu işlemin başlaması için her şeye sahiptirler ancak yine de beklemediğimiz bir aşamada dururlar. Hücrelerin belirli bir boyuta ulaşmasını bekleyerek için duraklama yaşanıyor olabilir. İstenen boyuta ulaştıklarında gerilim onları bölünmek için tetikler .
Hücrelerin normal olarak kendi başlarına bölünmesini göz önüne alarak, Rosenblatt bilim insanlarının epitelyal hücrelerin bölünmemeleri gerektiği zaman nasıl bölündükleri, kanser hücreleri gibi, hakkında dana iyi bir yorumları olacağına inanıyor.
“Hücre ölümünün ve bölünmesinin nasıl isleyecek şekilde düzenlendiğini anlamak sayesinde, bu süreçlerin yanlış gittiği yeni yollar keşfediyoruz – özellikle henüz tedavisi olmayan hastalıklar; astım ve metastatik kanserler gibi.” diyor.
Çeviren ve Derleyen: Esra Yozgat
Kaynak: <https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170215131543.htm>
Biyolojik Gelişmeler
-
Arkeologlar Korunmuş İnsan Beyinleri Bulmaya Devam Ediyor
-
Yapay Zeka istilacı Asya eşekarılarını tespit etmeye yardımcı oluyor.
-
Avustralya fosili, fotosentezin en az 1,75 milyar yıl önce evrimleştiğini öne sürüyor
-
Böcek kanatlarının solungaçlardan evrimleştiğine dair yeni kanıtlar
-
Denizyıldızının Başı Neresi? Tahmininiz Büyük İhtimalle Yanlış
-
Biyoloji bölümü seçenler ve biyolojiye ilgi duyanlar için bazı öneriler
-
Canlıların Gizemli Dünyasını Keşfetmek: Biyologların Gözüyle Doğa, Genetik ve Evrim
-
Biyolojik ve Kimyasal Silahlar Ne Zamandan Beri Var?
-
Filler Gerçekten ‘Asla Unutmaz’ mı?
-
Sibirya’da Bulunan Ayı Mumyası, Mağara Ayısı Değilmiş
-
California Bilimler Akademisi Bilim adamları 2022'de 146 yeni tür tanımladı
-
Yapay zeka hücre hareketini mikroskop altında analiz edebiliyor.
-
Ağaçlardan Önce Yeryüzünde Devasa Mantarlar Vardı
-
Biyoloji Terimleri Sözlüğü Yayımlandı
-
Avcı-Toplayıcılıktan Tarıma Geçiş Tam Olarak Nasıl Gerçekleşti?