Hücreler, sadece büyüme faktörleri gibi dış sinyallere değil, hücre içinden alınan bilgilere göre de seçimler yaparlar.
Her gün, insanlar kendileri için seçimler yapar. Duruma uygun bir kararın alındığından emin olmak için bu kararlar genellikle bir dizi bağlamsal ipucunun birleştirilmesini gerektirir. Duyularımız bize karar vermemiz için ihtiyaç duyduğumuz bilgi bolluğunu sağlar. Beynimizin bütünsel bir algı oluşturmak için bir araya getirdiği görsel ve işitsel bilgiler gibi çevremizle ilgili belirli ayrıntıları toplarlar. Bu, multisensory veya multimodal algı olarak bilinir.
Hücreler seçim yaparken kendi durumlarını dikkate alır
Bireysel hücreler bu konuda insanlardan farklı değildir. Bölmek ya da bölmemek gibi sürekli kritik kararlar alırlar. Bu nedenle, Zürih Üniversitesi'ndeki (UZH) araştırmacılar , insanlarda bulunan bağlamsal, çok modlu algı kavramını bireysel hücrelere genişletti. Şaşırtıcı bir şekilde, bilim adamları, tek hücrelerin daha önce düşünülenden çok daha özerk kararlar verdiğini buldular.
Lucas Pelkmans, "Bireysel hücreler tarafından yeterli karar verme, hücrelerin büyüme faktörleri gibi dış sinyalleri hücre içinden gelen bilgilerle, örneğin hücresel organellerin sayısı gibi entegre etmesine olanak tanıyan çok modlu algıyı kullanır" diyor.
Bazen, bu tür iç ipuçları dış uyaranları geçersiz kılabilir: örneğin, belirli hücrelerin gerçek durumunun anti-proliferatif ilaçlarla tedaviyi geçersiz kıldığı ve böylece onları tedaviye dirençli hale getirdiği tümörlerde. "İlaçlara karşı bu tür direnç, kanserle mücadelede büyük bir sorundur. Çözüm, bireysel hücrelerin deneyimlediği bağlamsal ipuçlarını dikkate almaktan ve nihayetinde onları değiştirmekten gelebilir” diyor Pelkmans.
Milyonlarca hücredeki düzinelerce proteini aynı anda analiz etme
Hücrelerin, insanların yaptığı gibi bağlamsal, çok modlu algıya göre karar verip vermediğini test etmek için, bilim adamlarının aynı anda birden fazla sinyal düğümünün (hücrelerin dış sensörleri) aktivitesini ve ayrıca yerel çevre ve hücre gibi hücrenin içinden birkaç potansiyel ipucunu ölçmeleri gerekiyordu. Her şeyin tek hücrede ve milyonlarca hücrede analiz edilmesi gerekiyordu. "Bunu yapmak için, UZH'de geliştirilen ve floresan mikroskobu kullanarak tek hücrelerde 80'e kadar farklı proteini ve protein modifikasyonunu aynı anda görselleştirmemize ve nicelleştirmemize izin veren bir yöntem olan '4i'yi kullandık" diyor Bernhard Kramer.
Araştırmacılar, hücreler arasındaki bireysel sensörlerin aktivitelerindeki değişkenliğin, dahili ipuçlarındaki varyasyonla yakından bağlantılı olduğunu buldular. Örneğin, hücrelerin güç istasyonları olan mitokondrilerin bolluğu, temel olarak, bir dış uyaranın tek bir hücre tarafından nasıl algılandığını etkiler. Ek olarak, her sensör hücrenin içinden farklı ipuçlarını entegre eder. Araştırmacılar, tek bir hücrenin önemli bir kararını – yani çoğalmak veya bir büyüme uyarıcısı karşısında hareketsiz kalmak – değerlendirdiklerinde, hücrenin seçimine, çoklu sensörlerin algılanmasının aracılık ettiğini ve hücrenin iç durumunun ipuçları tarafından tahmin edilebilir şekilde modüle edildiğini buldular.
Hücreler akıllıca kararlar veriyor
“Hücrenin herhangi bir özel kararı için, tüm dış sinyaller ve dahili ipuçları birlikte izlenmelidir. Tek hücreler böylece bağlama bağlı yeterli kararlar verebilir ve bu nedenle önceden düşünülenden açıkça daha akıllıdır," diyor Ph.D. aday Kramer.
0 Yorumlar