به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، کار جدید آزمایشگاه Matt Thomson، موسسه تحقیقات پزشکی Heritage، بینش جدیدی در مورد چگونگی مهاجرت سلول‌ها و واکنش به اطلاعات در محیط خود ارائه می‌دهد. این تحقیق در مجله Cell Systems منتشر شد. به طور کل سلول‌ها نیاز به حرکت دارند، به عنوان مثال، سلول‌های ایمنی باید در اطراف بدن پرسه بزنند تا مکان‌های عفونت را پیدا کنند، و نورون‌ها باید در طول تکامل به موقعیت‌های خاصی در مغز مهاجرت کنند. اما سلول‌ها چشم ندارند که ببینند به کجا می‌روند. در عوض، مانند سگی که منبع بوی خوش را استشمام می‌کند، یک سلول درمی‌یابد که چگونه با شناسایی مواد شیمیایی در محیط خود از طریق گیرنده‌هایی که در سراسر سطح سلول وجود دارد، به هدفی برسد. به عنوان مثال، محل عفونت مولکول‌های خاصی را ساطع می‌کند و یک گلبول سفید این مسیر سیگنال‌ها را دنبال می‌کند تا منبع آن‌ها را پیدا کند.
زیست شناسان به طور سنتی فرآیند مهاجرت سلولی را با یک مدل ساده درک کرده اند. در این مدل، محیط یک سلول به‌عنوان گرادیان غلظت، سیگنالی بوده که با غلظت بسیار بالایی که از منبعی سرچشمه می‌گیرد (مانند مثال قبلی عفونت) که به آرامی دورتر از منبع کاهش می‌یابد، نشان داده می‌شود. در بافت‌ها، سلول‌ها از طریق یک شبکه درهم از پروتئین به نام ماتریکس خارج سلولی (ECM) حرکت می‌کنند. در اینجا، سیگنال‌های شیمیایی نه تنها آزادانه شناور می‌شوند، بلکه به خود ECM می‌چسبند و یک محیط سیگنال‌دهی را ایجاد می‌کنند که مانند یک گرادیان صاف به نظر نمی‌رسد، بلکه یک آشفتگی شبکه‌ مانند از مولکول‌های خوشه‌ای است.
برای درک چگونگی این موضوع، محققین با مشاهدات تجربی انجام شده در سلول‌های مخمر نشان دادند که وقتی سلول‌ها فرمون‌ها را حس می‌کنند، گیرنده‌ها را روی سطوح خود مرتب می‌کنند به طوری که گیرنده‌های بیشتری در نزدیکی مناطقی با غلظت بالا قرار می‌گیرند. 
با در نظر گرفتن این موضوع، محققین یک مدل کامپیوتری را توسعه دادند که در آن گیرنده‌های سلولی می‌توانند به طور فعال خود را در پاسخ به سیگنال‌ها، بر اساس مکانیسم‌های مولکولی شناخته شده برای توزیع مجدد گیرنده، دوباره توزیع کنند. در این مدل پویا، سلول‌ها در مناطقی با غلظت محلی گیر نمی‌کنند و می‌توانند منبع سیگنال واقعی را پیدا کنند. به دنبال این بهینه سازی گیرنده، ناوبری سلولی 30 برابر کارآمدتر بود و مدل به طور دقیق رفتار سلولی واقعی مشاهده شده در بافت را مطابقت داد. اگرچه بازآرایی گیرنده در سیستم‌های بی‌شماری مشاهده شده بود، این کار اولین کاری است که نشان می‌دهد جهت‌یابی نقش مهم و کاربردی در سلول ایفا می‌کند.
مدل جدید برای درک سیستم‌های سلولی واقعی مرتبط با سلامت انسان حیاتی است. اطلاعات حسی که یک موجود زنده در محیط طبیعی خود دریافت می‌کند از نظر مکانی و زمانی بسیار ساختار یافته است، به این معنی که در طول زمان و مکان به دلیل نظم‌های آماری ذاتی محرک‌های طبیعی تغییر می‌کند. 
پایان مطلب/
منبع:
https://www.cell.com/cell-systems/pdf/S2405-4712(22)00225-3.pdf