Cumartesi akşamı NCBS'de, Bengaluru'daki NCBS'deki kulak laboratuarında başladı ve Raj, Nishant ve ben Kuş işitsel epitelindeki desenlere (BP) hayran kaldık. Epitel iki anahtar hücre tipi içerir: Mekanosensör Saç Hücreleri (HCS) ve Destekleyici Hücreler (SCS). HC'lerin, sesi çözmek için konserde hareket eden apikal yüzeylerinde çıkıntılar vardır. Gözlemlediğimiz gibi, BP'nin organizasyonunun iki yönlü olduğunu fark ettik: uzamsal bir organizasyon – hücrelerin birbirlerine göre nasıl düzenlendiği ve bir yönelim organizasyonu – her HC'nin çıkışlarının epitel üzerindeki komşu HC'lerin nasıl düzenlendiği ile nasıl hizalanmıştır. Bu basit takdir, bizi birkaç cumartesiden fazla meşgul eden daha büyük bir soruya yol açtı: Bu organizasyon gelişim sırasında nasıl ortaya çıkıyor?
HCS ve SC'lere ilk karar verildiğinde, HC'ler daha küçüktür ve SC ile çevrilidir. Apikal yüzeyindeki çıkıntılar yeni başladı ve bu çıkıntıların lideri Kinocilia, apikal yüzeyin ortasındadır. Önümüzdeki iki gün içinde, Kinocilia hücrelerin bir kenarına taşınır. Sürprizimize göre, bir kenara yapılan bu ilk hareket, dokunun bir tarafındaki (proksimal) HC'lerin proksimal kenarda kinocilia bulunurken, BP'nin (distal) diğer tarafında proksimal kenarda kinocilia sahip olacak şekilde lokal olarak koordine edildi. Önümüzdeki iki gün boyunca, bu çıkıntılar epitel boyunca tek bir birleşik yönde hizalandı ve sese duyarlılığı optimize etti. Bu dört günlük gelişim penceresi sırasında, diğer dramatik değişiklikler meydana geldi: HCS büyüdü ve BP'nin kendisi orijinal uzunluğunun iki katına çıktı. Bununla birlikte, bu hücresel kargaşanın ortasında bile, hem HC'ler hem de SC'ler, HC'lerin her zaman SC'lerle çevrili olduğu bir patern tuttu. Bu dinamik dönüşüm sırasında, BP'nin iki katlı organizasyonu – İspanyol ve Oryantasyonel – konserde ortaya çıktı (Şekil 1). 
Mekansal ve oryantasyonel düzenin eşzamanlı gelişimi, paylaşılan bir altta yatan mekanizmayı ima etti. Mekansal düzeni bozduğumuzda ve oryantasyon emrini bozduğumuzda bu bağlantıdan emin olduk. Ama bu ortak konu nasıl bulunur? Hücre komşuları açısından düşünmek sezgiseldi – Lewis'e göre' Kanun; Daha büyük hücreler daha fazla komşuya sahip olma eğilimindedir. Bununla birlikte, BP'de eşit yüzey alanına sahip HCS ve SC'lerin farklı komşu sayıları vardı. Bu mekanik bir fark olduğunu gösterdi. Gerçekten de, iki SC arasındaki arayüzün bir HC ve bir SC arasında daha fazla kasılma olduğunu keşfettik. Bu farklılıklar, HC-fosforile olmayan miyozin II (NMII) formunun zenginleştirilmesiyle yönlendirildi-HC-Sw-SC mimarisinin korunması ve ilgi çekici bir şekilde yönlendirme için kritik öneme sahip.
O zaman, Tez Danışma Komitemde Prof. Rao'ya sahip olduğu için şanslı bir lisansüstü öğrenciydim. Bizi Cenevre'de Prof. Karsten ve Julian ile bağladı. Julian ve ben binlerce kilometre uzaktaydık ve farklı disiplinlerde (biyoloji ve fizik) eğitildik olsak da, bu boşluğu pandemi sırasında sayısız görüntülü görüşme ile köprüledik. Birlikte, biyolojik gözlemlerimizin fiziksel bir modelini geliştirdik ve sorduk,
Kavşakların asimetrik kontraktilitesinin oryantasyonel siparişi yönlendirip yönlendiremeyeceği?
Birden fazla olasılığı test ettikten sonra, SC-SC arayüzleri üzerindeki protein Vangl2'nin asimetrik lokalizasyonunun, çift fosforile NMII'yi düzenlediğini ve asimetrik bir doku ekseni ürettiğini belirledik. HC'lerde, kinosilium hareketine rehberlik eden aynı moleküler ipuçları (LGN-Gai) de kinosilium yakınında ve uzak HC-SC arayüzü arasındaki asimetrileri şekillendirir. Bu iki asimetri – biri SC'lerde ve diğeri HC'lerde – BP'de mekansal ve yönelimi düzeninin eşzamanlı olarak ortaya çıkmasını sağlar (Şekil 2).
Bu çalışma bizim için yeni bir başlangıç yaptı. Şimdi karmaşık doku paternlerini sadece şekiller olarak değil, iç içe uzamsal ve yönlendirme organizasyonunun sonucu olarak görüyoruz. Fizyolojik fonksiyon için kritik olan bu organizasyon, hücrelerin mekano-kimyasal özelliklerine ve etkileşimlerinden kaynaklanan ortaya çıkan davranışlara dayanır. Bu perspektif, gelişim ve organogenez hakkında hem in vivo hem de in vitro yeni bir şekilde düşünmemizi sağlar.
Bir yanıt yazın