Neue Methode zum Beobachten, wie Zellen sich bewegen

Biologen der Florida State University (FSU) haben eine Untersuchung durchgeführt, um zu beobachten, wie Zellen kriechen. In jedem menschlichen Körper kriechen Millionen von Zellen über den ganzen Körper und machen hauptsächlich gute Dinge. Die Studie ist online in der Zeitschrift veröffentlicht Aktuelle Biologie und finanziert von den National Institutes of Health.
Der FSU-Zellbiologe Tom Roberts hat 35 Jahre lang die mechanischen und molekularen Wege untersucht, auf denen sich Zellen in Abwesenheit von Knochen, Muskeln oder Gehirnen bewegen. Er erklärte:

"Das ist keine schreckliche Science-Fiction-Bewegung, sondern normale Zellen, die ihre täglichen Pflichten erfüllen."

Die Zellen nutzen Millionen von winzigen Fasern, um sich nach vorne zu schieben, und ziehen dann ihre Arme in einer glatten, koordinierten Expansionskontraktion zurück. Es gab jedoch immer ein Problem bei der Untersuchung, wie sie crawlen. Während sie sich im Körper bewegen, bewegen sie sich ähnlich wie ein Zoll-Wurm, aber wenn sie unter ein Mikroskop gestellt werden, ändert sich das Kriechen oder hört auf.

Roberts und sein früherer Post-Doc Associate Katsuya Shimabukuro haben jedoch einen neuen Weg um unkooperative menschliche Zellen gefunden. Shimabukuro zerlegte und rekonstituierte sorgfältig eine Wurmspermazelle, um zu reproduzieren, wie sich Zellen unter dem Mikroskop bewegen. Um jedoch die Samenzellen des Wurms so zu bewegen, wie sie es auf natürliche Weise tun würden, schufen die Forscher Bedingungen, um die natürlichen Pull-Push-Crawling-Bewegungen der Zelle zu fördern und den Forschern die Möglichkeit zu geben, ihre Bewegung zu beobachten.
Roberts nannte Shimabukuros Arbeit "sorgfältige, schlaue Arbeit". Diese Arbeit enthüllte Bilder von Zellmotilität, die helfen sollten, genau zu bestimmen, wie Zellen kriechen.

Roberts erklärte:

"Zu verstehen, wie Zellen kriechen, ist eine große Sache. Die erste Verteidigungslinie gegen eindringende Mikroorganismen, das Umbauen von Knochen, das Heilen von Wunden in der Haut und das Wiederverbinden neuronaler Schaltkreise während der Regeneration des Nervensystems hängen alle von der Fähigkeit spezialisierter Zellen ab kriechen.
Auf der anderen Seite ist die Fähigkeit der Tumorzellen, herum zu kriechen, ein beitragender Faktor bei der Metastasierung von malignen Erkrankungen. Aber wir glauben, dass unsere Errungenschaften in dieser jüngsten Runde der Grundlagenforschung möglicherweise bei der Entwicklung von Therapien helfen könnten, die auf die Zellmotilität abzielen, um die Metastasierung von Krebs zu stören oder zu blockieren. "

Roberts sagte, dass sie Wurmspermazellen verwendeten, weil sie sich von den meisten Zellen dadurch unterscheiden, dass sie keine molekularen Motorproteine ??verwenden, um ihre Kontraktionen zu unterstützen, sie gleiten einfach dahin, indem sie einfach ihre Filamente zusammensetzen und abreißen. Sie machen auch ein gutes Modell, weil sie einer menschlichen Zelle ähnlich sind, aber sie haben weniger bewegliche Teile, was es einfacher macht, sie auseinanderzunehmen und sie im Vergleich zu Gehirn- oder Krebszellen wieder zusammenzusetzen.
Mit dieser neuen Fähigkeit, Amöboidmotilität in vitro wieder zusammenzusetzen, könnten Zellbiologen wie Roberts die Antworten auf einige wichtige Fragen lernen. Unter ihnen: Wie können einige Zellen weiter kriechen, auch nachdem die Forscher ihre Versorgung mit Myosin, dem Kraft produzierenden "Mover-Protein", das wie ein Motor für Muskel- und Zellkontraktion funktioniert, deaktiviert haben?
Der nächste Schritt für Roberts und sein Team wird sein, herauszufinden, ob ihre Ergebnisse für konventionellere Krabbelzellen, einschließlich Tumorzellen, gelten. Roberts erklärte: "Wie immer wird es mehr Fragen geben. Gibt es mehrere Mechanismen, die zusammenarbeiten, um die Zellkörperretraktion voranzutreiben? Gibt es Redundanz in den Bewegungssystemen?"
Geschrieben von Grace Rattue