Hoe stamcellen rimpels gebruiken om te delen

Bedankt. Luister naar dit artikel met de speler hierboven. ✖

Wat een eenvoudige taak lijkt voor een cel – verdeeld in twee delen – is eigenlijk een complexe reeks technische puzzels. Een delende cel moet van binnenuit worden gemanoeuvreerd, zodat in elke cel de juiste componenten terechtkomen om twee functionerende cellen te produceren.

Ken Prihoda, een biochemicus aan de Universiteit van Oregon, probeert een van die fundamentele mysteries op te lossen: hoe een zich delende stamcel delen van zijn membraan afbreekt tijdens het delingsproces.

In een nieuwe studie laten hij en postdoctoraal onderzoeker Bryce Lavoya zien hoe stamcellen die klaar zijn om te delen een reservoir van extra membraan creëren, dat plaats biedt aan het grotere oppervlak dat nodig is voor twee cellen. Het tweetal beschrijft hun bevindingen in een paper Geplaatst op 27 april in Ontwikkelingscel.

Dierlijke cellen zijn omgeven door een dun membraan dat een beschermende barrière rond de cel vormt. Net voordat een dierlijke cel zich deelt, wordt hij ronder, zegt Prihoda, die deel uitmaakt van het College of Arts and Sciences.

“Technisch gezien is de bal optimaal om de hoeveelheid membraan te minimaliseren,” zei hij. “Maar om de cel in tweeën te delen, wordt deze samengedrukt en neemt het oppervlak sterk toe.”

In die zin is celdeling als het bespreken van een ballon, behalve dat de ballonnen kunnen uitzetten als ze van vorm veranderen. Het celmembraan is niet zo rekbaar als dat van een ballon, maar het moet toch op de een of andere manier kunnen uitrekken om de druk samen en de druk op een nieuwe cel op te vangen.

Prihoda’s team concentreerde zich op deze uitdaging in neurale stamcellen, de cellen die cellen in ons zenuwstelsel voortbrengen. Terwijl ze doorgaan met het maken van nieuwe cellen, delen stamcellen zich asymmetrisch: de stamcel behoudt het grootste deel van het celmateriaal en geeft weinig af aan zijn nieuwe zustercellen.

Prehoda en LaFoya gebruikten een confocale microscoop met roterende schijf die was uitgerust met geavanceerde superresolutietechnologie om in de hersenen van zich ontwikkelende fruitvliegjes te kijken. Lavoya merkte op dat de membranen van de neurale stamcellen versierd waren met kleine plooitjes en bultjes, “een soort extra huid op rimpelige hondenrassen zoals Shar Pei en buldoggen”, zegt hij.

Lavoya realiseerde zich dat het membraan van neurale stamcellen deze “rimpels” gebruikt om het membraan vast te houden wanneer dat nodig is tijdens de deling. Terwijl Lavoya de cellen zag delen, zag hij tot zijn verbazing rimpels aan één kant vlak voor de deling. De locatie van de rimpel bepaalt waar de cel kan groeien en waar de nieuwe cel zich kan vormen.

Terwijl asymmetrische deling ervoor zorgt dat een neurale stamcel slechts een klein deel van zijn hulpbronnen opgeeft, maakt asymmetrie membraandeling tot een bijzonder moeilijk probleem. Lavoya wijst erop dat Cell een geweldige oplossing heeft gevonden voor dit deel van de technische puzzel.

“Het extra membraan van tevoren maken en correct positioneren voordat het wordt opgedeeld, is een elegante oplossing die we ons niet hadden kunnen voorstellen voordat we aan dit project begonnen”, zei hij.

Dit is slechts één van de vele vragen die Prihoda en zijn lab proberen te beantwoorden met behulp van geavanceerde microscopietechnieken, waarmee ze cellen op nieuwe niveaus van detail kunnen bekijken. Dankzij deze nieuwe technologie, zei Prihoda, “hebben we een schat aan rijkdom en veel nieuwe beelden om te ontdekken.”

referentie: Lavoya B, Prihoda K. Consumptie van een polariserend membraanreservoir leidt tot asymmetrische membraanuitrekking tijdens asymmetrische delingen van neurale stamcellen. ontwikkelingscel. 2023: S1534580723001594. doi: 10.1016/j.devcel.2023.04.006

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit het volgende Materiaal. Opmerking: het artikel is mogelijk aangepast voor lengte en inhoud. Neem voor meer informatie contact op met de genoemde bron.