To čo považovali za problém, bolo vlastne riešením: Výskumníci otvorili dvere k pochopeniu ľudských buniek
Aj rovnaký typ buniek sa môže výrazne líšiť svojim tvarom. Ako teda dokázali vedci pochopiť ich vnútornú organizáciu?
Výskumníci z inštitútu Allen dokázali pomocou stoviek tisícov záberov s vysokým rozlíšením priblížiť vnútornú stavbu ľudských buniek. V rámci ich práce sa vedcom podarilo ukázať bohatú variáciu v tvare buniek, dokonca aj keď skúmali rovnaké bunky pod rovnakými podmienkami.
Ako vysvetľuje vedúca štúdie, Susanne Rafelski, spôsob akým sú bunky organizované nám vie veľa prezradiť o ich správaní či povahe. Vedci sa už dlhú dobu pokúšajú pochopiť zmeny buniek v zdravom, ale aj chorom tele, no až doteraz nebolo možné preskúmať ich vnútornú štruktúru do takého detailu.
Štúdia je vo svojej podstate mapou aj pre ostatných biológov, ktorí sa pokúšajú pochopiť organizáciu odlišných typov buniek spôsobom, ktorý možno merať a kvantifikovať. Ak totiž poznajú organizáciu buniek v zdravom tele, spolu so všetkými variáciami, ktoré možno považovať za normálne, budú môcť lepšie pochopiť čo sa deje, keď telo postihne choroba.
„Veda biológie buniek sa môže zdať ako neriešiteľný problém. Sčasti to je preto, lebo každá bunka vyzerá inak, hoci môže ísť o rovnaký typ. Táto štúdia ale ukazuje, že to čo sa v skutočnosti javilo ako problém je vlastne spôsob, ako môžeme pochopiť princípy skladby buniek,“ tvrdí Wallace Marshall, profesor biochémie a biofyziky z University of California.
Vedci svoju prácu začali pred siedmimi rokmi. Ako prvé vybudovali zbierku kmeňových buniek. Tie následne upravili tak, aby žiarili pod fluorescenčným mikroskopom. Následne vytvorili bunkové línie, ktoré označujú 25 individuálnych štruktúr. Následne sa autorom štúdie podarilo zachytiť viac ako 200-tisíc buniek vo vysokom rozlíšení.
„Pýtali sme sa jednoduchú otázku: Ako majú bunky zariadené svoje vnútro? Odpoveď je oveľa zložitejšia, než sme si mysleli. Predstavte si kanceláriu so stovkami kusov nábytku. K nim musíte mať okamžitý prístup a väčšina nábytku sa musí pohybovať a komunikovať s iným nábytkom,“ vysvetľujú autori.
Odlišné bunky, rovnaké pravidlá
Objavila sa však ešte jedna dôležitá otázka. Ak by sme sa zamerali len na jeden prvok internej štruktúry bunky, bolo by jeho umiestnenie náhodné, alebo by sa nachádzal stále na rovnakom mieste.
Neprehliadnite
Bunky použité v štúdii, boli geneticky identické. Aj napriek tomu mali výskumníci problém porovnať jednu štruktúru pri dvoch odlišných bunkách. Zistili, že aj tvar buniek sa výrazne líšil. Nakoniec sa zistilo, že ak máme štruktúru A, je nemožné porovnať jej pozíciu ak je jedna bunka malá a široká, zatiaľ čo druhá má tvar hrušky.
Vedci sa preto rozhodli lepšie preskúmať ako sa môžu tvary jednotlivých buniek meniť. Zisťovali, koľko buniek malo oblý tvar, koľko z nich hruškový a koľko buniek malo iné tvary. Na základe niekoľkých charakteristík, napríklad výšky, objemu či toho, ako bola podlhovastá, vytvorili model triedenia buniek. To im umožnilo porovnávať charakteristiky rovnako tvarovaných buniek.
Výsledky prekvapili. Aj rovnaké bunky sa môžu svojim tvarom výrazne líšiť. Ak však skúmame bunky rovnakého tvaru, môžeme si všimnúť zarážajúce podobnosti. Autori štúdie preto usudzujú, že interná organizácia buniek má svoje pravidlá.
Toto zistenie umožní vedcom lepšie skúmať evolúciu bunky, ale aj rôzne choroby. Ak nájdu jednu, ktorá má inú internú štruktúru, môžu začať zisťovať, čo sa s touto bunkou stalo.
Komentáre