همه ما برای جهت‌یابی، به اطلاعات مختلفی از جمله نقشه‌های دیجیتال روی تلفن‌هایمان و همچنین فروشگاه‌ها و مکان‌های دیدنی قابل تشخیص تکیه می‌کنیم. سلول‌های بدن ما نیز هنگام ساختن اندام‌ها در طول جنین‌زایی با مشکل مشابهی مواجه می‌شوند.
به گزارش تکناک، آنها به دستورالعمل‌هایی نیاز دارند که به آنها بگوید کجا بروند و چگونه رفتار کنند. خوشبختانه مانند برج‌های تلفن همراه در یک شهر، جنین‌ها نیز دارای سلول‌های خاصی در مکان‌های خاص هستند که به عنوان سازمان‌دهنده شناخته می‌شوند که سیگنال‌هایی را به سلول‌های دیگر می‌فرستند و به آنها کمک می‌کنند تا برای ساخت اندام‌های پیچیده‌مان سازماندهی شوند.
برخی از این سیگنال‌ها مولکول‌هایی هستند که از سازمان دهنده که یک مرکز سیگنال‌دهی ممتاز است، ارسال می‌شوند. سلول‌های اطراف آن بسته به مکانشان سیگنال‌های قوی‌تر یا ضعیف‌تری دریافت می‌کنند و بر این اساس تصمیم می‌گیرند. اشتباه در محل این مراکز پیام‌رسانی در بافت منجر به ناهنجاری‌های جنینی می‌شود که ممکن است کشنده باشد. دانشمندان از مدت‌ها پیش ارتباط این مراکز سیگنال‌دهی را می‌دانستند، اما چگونگی ظاهر شدن این مراکز در مکان‌های خاص مشخص نبود.
کشف از طریق همکاری بین‌المللی
برای تعیین دقیق این پاسخ، نیاز به همکاری بین‌المللی فیزیکدانان و زیست شناسان بود. چندین سال پیش، محققانی به نام پروفسور اوفیر کلاین و پروفسور اوتگر کمپاس با یکدیگر همکاری کردند. آنها با هم متوجه شدند که این فشار مکانیکی در داخل بافت در حال رشد است که تعیین می‌کند مرکز سیگنال‌دهی در کجا ظاهر شود.
دکتر اوفیر کلاین گفت: تحقیق ما نشان می‌دهد که فشار مکانیکی و سیگنال‌دهی مولکولی هر دو نقشی در رشد اندام دارند.
فشار مکانیکی در سازماندهی سلول‌ها
این مطالعه که در مجله Nature Cell Biology منتشر شده است، نشان می‌دهد که با رشد سلول‌ها در دندان‌های پیشین جنین، آن سلول‌ها فشار رو به رشدی را احساس می‌کنند و از این اطلاعات برای سازماندهی خود استفاده می‌کنند. دکتر نها پینچا شروف، نویسنده اول این مطالعه گفت: این ساختار مانند آن اسباب‌بازی‌هایی است که آب را جذب می‌کنند و بزرگ می‌شوند فقط با این تفاوت که همه چیز در یک فضای محدود اتفاق می‌افتد. اتفاقی که در گره دندان پیشین می‌افتد این است که سلول‌ها در یک فضای ثابت به تعداد زیاد تکثیر می‌شوند و این باعث ایجاد فشار در مرکز می‌شود که سپس به خوشه‌ای از سلول‌های تخصصی تبدیل می‌شود.
محققان به این نتیجه رسیدند که سلول‌هایی که فشار قوی‌تری را احساس می‌کنند، رشد نمی‌کنند و شروع به ارسال سیگنال‌هایی برای سازماندهی سایر سلول‌های اطراف دندان می‌کنند. آنها به معنای واقعی کلمه برای تبدیل شدن به سازمان دهنده دندان تحت فشار قرار گرفتند.
دکتر کامپاس گفت: ما توانستیم از تکنیک‌های میکروقطره‌ای استفاده کنیم تا بفهمیم چگونه افزایش فشار مکانیکی بر تشکیل اندام تأثیر می‌گذارد. این واقعا هیجان انگیز است که فشار بافت در ایجاد مراکز سیگنال‌دهی نقش دارد. جالب خواهد بود که ببینیم آیا یا چگونه فشار مکانیکی بر سایر فرآیندهای مهم رشد تأثیر می‌گذارد.
جنین‌ها از چندین مورد از این مراکز سیگنال‌دهی برای هدایت سلول‌ها هنگام تشکیل بافت‌ها و اندام‌ها استفاده می‌کنند. مانند ساختن آسمان‌خراش‌ها یا پل‌ها، ساخت اعضای بدن ما مستلزم برنامه‌ریزی دقیق، هماهنگی زیاد و مکانیک سازه‌ای مناسب است. شکست در هر یک از این فرآیندها هنگام ساخت می‌تواند فاجعه بار باشد و ممکن است هنگام رشد در رحم آسیب‌زا باشد.
اوفیر کلاین گفت: با درک چگونگی تشکیل اندام‌ها توسط جنین، می‌توانیم سؤالاتی در مورد آنچه در کودکانی که با ناهنجاری‌های مادرزادی متولد می‌شوند، بپرسیم. این تحقیق ممکن است منجر به تحقیقات بیشتری در مورد چگونگی شکل‌گیری نقایص مادرزادی و پیشگیری از آنها شود.
(زیرنویس تصویر: اپیتلیوم دندان (سطح سلول؛ زرد) و مزانشیم (سطح سلول؛ سرخابی). سلول‌های در حال تکثیر (فیروزه‌ای) بافت را منبسط می‌کنند و فشار مکانیکی در مرکز بافت ایجاد می‌کنند که باعث تشکیل مرکز سیگنال‌دهنده یا سازمان‌دهنده اصلی دندان یعنی گره مینا می‌شود)
