एक नयाँ आकार पत्ता लाग्यो: स्कुटाइड

एउटा नयाँ ज्यामितीय आकार पत्ता लगाइएको छ जसले घुमाउरो तन्तु र अंगहरू बनाउँदा उपकला कोशिकाहरूको त्रि-आयामी प्याकिङ सक्षम गर्दछ।

प्रत्येक जीवित जीव एकल रूपमा सुरु हुन्छ सेल, जुन त्यसपछि थप कक्षहरूमा विभाजित हुन्छ, जुन अरबौं सम्म विभाजित र उपविभाजित हुन्छ कक्षहरू सम्पूर्ण जीव सिर्जना गर्न गठन गरिन्छ। यसको सबैभन्दा रहस्यमय पक्षहरू मध्ये एक हो जीव विज्ञान कसरी कोशिकाहरूबाट सुरु हुन्छ, पहिले तन्तुहरू र त्यसपछि अंगहरू बनाइन्छ। अनिवार्य रूपमा, केवल केही कोशिकाहरूद्वारा बनेको भ्रूणको एक साधारण संरचना जटिल अंगहरू भएको जीवित जीव बन्छ। उदाहरणका लागि, लाखौं एपिथेलियल कोशिकाहरू एकसाथ प्याक गरेर बनाउँछन् मानव छाला, हाम्रो सबैभन्दा ठूलो अंग र बलियो बाधा। यदि हाम्रो छाला पूर्णतया समतल सतह थियो, ज्ञात ज्यामितीय आकारहरू छाला निर्माण गर्न सँगै स्ट्याक गर्न सकिन्छ। तर हाम्रो शरीर समतल नभएकोले यी उपकला कोशिकाहरूले आफैलाई घुमाउनुपर्छ र झुक्नु पर्छ। एपिथेलियल कोशिकाहरूले हाम्रो छालाको बाहिरी तह मात्र बनाउँदैनन्, तर तिनीहरूले रेखालाई पनि बनाउँछन् रगत भाँडाहरू साथै सबै जनावरहरूमा अंगहरू। जब भ्रूणको विकास हुन्छ, ऊतकहरू (कोशिकाहरूबाट बनेको) झुकाएर जटिल त्रि-आयामी आकारहरू बनाउँछ जुन त्यसपछि हृदय वा कलेजो जस्ता अंगहरू बन्न पुग्छ। सुरुवाती ब्लकहरू एपिथेलियल कोशिकाहरू 'चाल्छन्' र 'जोड' हुन्छन् र आफूलाई व्यवस्थित गर्न एकअर्कालाई कडा रूपमा प्याक गर्छन्। धेरै अंगहरू घुमाउरो संरचना भएकाले आयामी आकार। वक्रताको यो आवश्यकताको कारणले, यो बुझिन्छ कि अंगहरू लाई रेखा बनाउने एपिथेलियल कोशिकाहरूले भ्रूण बढ्दै गर्दा अंगहरू वरिपरि सक्षम हुन स्तम्भ वा बोतल आकारहरू अपनाउनुपर्छ। एपिथेलियल कोशिकाहरूले अन्य कार्यहरू पनि प्रदान गर्दछ जस्तै संक्रमणको बिरूद्ध अवरोध र पोषक तत्वहरूको अवशोषण।

नयाँ आकार पत्ता लाग्यो!

सेभिल युनिभर्सिटी, स्पेन र लेहाई युनिभर्सिटी, अमेरिकाका अन्वेषकहरूले नेचर कम्युनिकेसन्समा प्रकाशित आफ्नो अध्ययनमा उपकला कोषहरूले 'ट्विस्टेड प्रिज्म' जस्तो आकार धारण गर्ने निष्कर्ष निकालेका छन्। यो नयाँ ठोस ज्यामितीय आकार 'को रूपमा डब गरिएको छ।स्कुटोइड'। यो आकारले एपिथेलियल कोशिकाहरूलाई अंगहरूलाई तीन-आयामी आवरण प्रदान गर्ने उद्देश्य हासिल गर्न सक्षम बनाउँछ। स्कुटोइड एक प्रिज्म जस्तो संरचना हो, जसको एक तर्फ छ वटा र अर्कोमा पाँचवटा र प्रिज्मको लामो किनारहरू मध्ये एकमा त्रिकोण अनुहार हुन्छ। स्कुटोइडको यो अद्वितीय संरचनाले घुमाउरो सतहहरू सिर्जना गर्न अनुमति दिँदै पाँच-पक्षीय र छ-पक्षीय छेउहरू वैकल्पिक रूपमा एकसाथ स्ट्याक गर्न सम्भव बनाउँछ। यो नाम ज्यामितिमा अवस्थित छैन र अनुसन्धानकर्ताहरूले सावधानीपूर्वक विचार गरेपछि र कीराको छातीको पछाडिको छेउमा रहेको बीटलको स्कुटेलमको आकारसँग स्कुटोइडको समानताको कारणले गर्दा यो नाम छानिएको हो।

Scutoid आकार प्रचुर मात्रामा छ

अन्वेषकहरूले वोरोनोई रेखाचित्र प्रयोग गरी कम्प्युटेशनल मोडलिङ प्रविधि प्रयोग गरे। विभिन्न क्षेत्रहरूमा ज्यामितीय आकारहरू बुझ्न यो सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने उपकरण हो। मोडलिङ प्रयोगहरूले देखाए कि ऊतकमा वक्रता बढ्दै जाँदा, यी तन्तुहरू गठन गर्ने कोशिकाहरूले पहिले विश्वास गरे जस्तै स्तम्भहरू र बोतल-आकारहरू भन्दा बढी जटिल आकारहरू प्रयोग गर्छन्। एपिथेलियल कोशिकाहरूले एक आकार अपनाउँछन् जुन पहिले वर्णन गरिएको थिएन र यो विशेष आकारले कोशिकाहरूलाई स्थिर प्याकिङ अधिकतम गर्दा तिनीहरूलाई थप ऊर्जा कुशल बनाउन मद्दत गर्दछ। अन्वेषकहरूले उनीहरूको विचारहरू विश्लेषण गर्न विभिन्न जनावरहरूमा विभिन्न ऊतकहरूको त्रि-आयामी प्याकिङलाई नजिकबाट हेरे। प्रायोगिक डेटाले स्थापित गरेको छ कि उपकला कोशिकाहरूले धेरै समान अपनाउछन् 3D कम्प्युटेसनल मोडलिङद्वारा भविष्यवाणी गरिएको मोटिफहरू। त्यसैले, यो नयाँ आकार स्कुटोइडले झुकाउन र घुमाउन मद्दत गर्दछ र कोशिकाहरूलाई स्थिर रूपमा प्याक राख्नको लागि सबैभन्दा इष्टतम तरिकाको लागि अनुमति दिन्छ। एकपटक नयाँ आकार अवस्थित छ भनेर स्थापित गरेपछि, अन्वेषकहरूले स्कुटोइड-जस्तो आकारको उपस्थितिको लागि अन्य जीवहरूमा अन्वेषण गरे र उनीहरूले यो आकार प्रचुर मात्रामा अवस्थित पाए। यी स्कुटोइड-जस्तै आकारहरू जेब्रा माछाको उपकला कोशिकाहरू र फलफूलका झिँगाहरूको लार ग्रन्थीहरूमा र विशेष गरी ती क्षेत्रहरूमा पाइन्छ जहाँ तन्तुहरू सपाट हुनुको सट्टा सबैभन्दा बढी घुमाउन आवश्यक हुन्छ।

यो एक धेरै चाखलाग्दो र अद्वितीय खोज हो जसले हाम्रो समझलाई अगाडि बढाउन सक्छ र हामीलाई अंगहरूको त्रि-आयामी संगठन (मोर्फोजेनेसिस) नियन्त्रण गर्न मद्दत गर्दछ। यसले अंगलाई सही तरिकाले बनाउँदैन र रोग निम्त्याउँदा के हुन्छ भन्ने बारे थप प्रकाश पार्न सक्छ। बढ्दो कृत्रिम अंगहरू र टिस्यु इन्जिनियरिङको क्षेत्रमा यसले ठूलो मद्दत गर्न सक्छ किनकि सही प्याकिङ संरचनाको साथ मचानहरू निर्माण गर्दा राम्रो परिणामहरू निम्त्याउन सकिन्छ। यस नयाँ आकारको खोजसँग विभिन्न वैज्ञानिक क्षेत्रहरूमा सम्भावित अनुप्रयोगहरू छन्।

***

स्रोत (हरू)

Gómez-Gálvez P et al। 2018. स्कुटोइडहरू एपिथेलियाको त्रि-आयामी प्याकिङको ज्यामितीय समाधान हो। प्रकृति संचार। ५(१०)
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05376-1

***