_ Studiul sugerează că celulele posedă un sistem de comunicare ascuns

Celulele navighează în mod constant într-un mediu dinamic, confruntându-se cu condiții și provocări în continuă schimbare. Dar cum se adaptează rapid celulele la aceste fluctuații de mediu?

Un nou studiu Moffitt Cancer Center, publicat în iScience, răspunde la această întrebare provocându-ne înțelegerea modului în care funcționează celulele. O echipă de cercetători sugerează că celulele posedă un sistem de procesare a informațiilor necunoscut anterior, care le permite să ia decizii rapide, independent de genele lor.

De zeci de ani, oamenii de știință au văzut ADN-ul ca singura sursă de informații celulare. Acest model ADN instruiește celulele cum să construiască proteine ​​și să îndeplinească funcții esențiale. Cu toate acestea, o nouă cercetare la Moffitt condusă de Dipesh Niraula, Ph.D. și Robert Gatenby, M.D., a descoperit un sistem de informații nongenomic care funcționează alături de ADN, permițând celulelor să adune informații din mediu și să răspundă rapid la schimbări.

Studiul s-a concentrat pe rolul gradienților de ioni în membrana celulară. Acești gradienți, menținuți de pompe specializate, necesită cheltuieli mari de energie pentru a genera potențiale electrice transmembranare variabile. Cercetătorii au propus că gradienții reprezintă un rezervor enorm de informații care permite celulelor să-și monitorizeze mediul în mod continuu.

Când informația este primită la un moment dat pe membrana celulară, aceasta interacționează cu porți specializate în canale specifice ionilor. , care apoi se deschid, permițând acelor ioni să curgă de-a lungul gradienților preexistenți pentru a forma un canal de comunicare. Fluxurile de ioni declanșează o cascadă de evenimente adiacente membranei, permițând celulei să analizeze și să răspundă rapid la informații. Atunci când fluxurile de ioni sunt mari sau prelungite, ele pot determina autoasamblarea microtubulilor și microfilamentelor pentru citoschelet.

De obicei, rețeaua de citoschelet oferă suport mecanic celulei și este responsabilă pentru forma și mișcarea celulei. . Cu toate acestea, cercetătorii au observat că proteinele din citoschelet sunt, de asemenea, excelente conductoare de ioni. Acest lucru permite citoscheletului să acționeze ca o rețea de cablare intracelulară extrem de dinamică pentru a transmite informații pe bază de ioni de la membrană către organele intracelulare, inclusiv mitocondriile, reticulul endoplasmatic și nucleul. Cercetătorii au sugerat că acest sistem, care permite răspunsuri rapide și locale la semnale specifice, poate genera, de asemenea, răspunsuri coordonate regionale sau globale la schimbări mai mari ale mediului.

„Cercetarea noastră dezvăluie capacitatea celulelor de a valorifica ionii transmembranari. gradienții ca mijloc de comunicare, permițându-le să simtă și să răspundă rapid la schimbările din mediul înconjurător”, a spus Niraula, cercetător aplicat în cadrul Departamentului de Învățare Mașină. „Această rețea complicată permite celulelor să ia decizii rapide și informate, esențiale pentru supraviețuirea și funcționarea lor.”

Cercetătorii cred că acest sistem de informații nongenomic este esențial pentru formarea și menținerea țesutului multicelular normal și sugerează că fluxurile ionice bine descrise în neuroni reprezintă un exemplu specializat al acestei rețele ample de informații.

Perturbarea acestor dinamici poate fi, de asemenea, o componentă critică a dezvoltării cancerului. Echipa a demonstrat că modelul lor a fost în concordanță cu observațiile experimentale multiple și a evidențiat mai multe predicții testabile care decurg din modelul lor, deschizând, sperăm, calea pentru experimente viitoare care să-și valideze teoria și să arunce lumină asupra complexității luării deciziilor celulare.

„Acest studiu contestă presupunerea implicită în biologie conform căreia genomul este singura sursă de informație și că nucleul acționează ca un fel de procesor central. Vă prezentăm o rețea complet nouă de informații care permite adaptarea rapidă. și comunicare sofisticată necesară supraviețuirii celulelor și, probabil, profund implicată în semnalizarea intercelulară care permite funcționarea organismelor multicelulare”, a spus Gatenby, co-director al Centrului de Excelență pentru Terapie Evolutivă de la Moffitt.

(Fluierul)