CELIČNI CIKEL - REGULATOR MEHANSKIH SIL

Celica med svojim celičnim ciklom ves čas spreminja svojo obliko in velikost. V raziskavi, objavljeni v reviji Biology of the Cell, so raziskovalci in raziskovalke opravili meritve mehanskih sil, ki na celico vplivajo v različnih fazah njenega cikla. Z raziskavo so dokazali vpliv celičnega cikla na razvoj mehanskih sil, do zdaj je bil namreč raziskan samo vpliv mehanskih sil na cikel.

Le-te skupaj z obliko celic usmerjajo napredovanje celičnega cikla, kar omogoča rast in razvoj tkiva v času embrionalnega razvoja ter ob popravljanju poškodb pri odraslih. Celični cikel pomeni skupino zaporednih dogodkov v celici, ki vodijo v njeno delitev. Celični cikel sestavljajo štiri faze – faza G1, faza S, faza G2 in faza mitoze oziroma jedrne delitve. Faze G1, S in G2 skupno imenujemo interfaza. V tem času celica raste in podvaja DNK.

Raziskovalci in raziskovalke so s pomočjo posebnega reporterskega sistema, ki so ga vgradili v linijo človeških epitelijskih celic, dokazovali posamezno fazo cikla. Reporterski sistem je vseboval dva konstrukta - enega za izražanje rdečega in enega za izražanje zelenega fluore-scenčnega proteina.

Na začetku celičnega cikla, ki ga predstavlja faza G1, so celice z izraženim reporterskim sistemom fluorescirale rdeče. Rdeča fluorescenca je sčasoma postajala  vse manj izrazita. Sočasno se je povečevalo izražanje zelenega konstrukta. Izražanje slednjega je bilo največje na koncu faze S celičnega cikla in je trajalo do vstopa celice v mitozo. S pomočjo zaznave fluorescence so raziskovalci in raziskovalke natančno določili fazo celičnega cikla, hkrati pa so določili tudi fazo celičnega cikla, v kateri so izmerili mehanske sile.

Da bi uničili mehanske sile celice na podlago in omogočili njihovo sprostitev, so celice tretirali s tripsinom, ki povzroči razgradnjo beljakovin, s katerimi so celice pritrjene. Z meritvami energije sil posameznih celic so raziskovalke in raziskovalci dokazali dvofazno evolucijo pojava vlečnih sil. Te so se v času med zgodnjo in pozno fazo G1 ter v obdobju faze S povečevale. Po fazi S je sledil upad pojava vlečnih sil.

Povečan pojav vlečnih sil v obdobju med fazo G1 in fazo S je povezan s povečevanjem mase in prostornine celic v istem obdobju. Slednji se povečujeta tudi po fazi S, zato je upad mehanskih sil v tem času nepričakovan. Vzrok zanj bi lahko bile spremembe v aktivaciji integrinov. To so posebne beljakovine, ki omogočajo vezavo celic na zunajcelični matriks, ki je torej v okolici celic.

Po prehodu celice iz G1 v S fazo celičnega cikla se celica ne more več odločati, ali se bo delila ali ne. Takrat se namreč celica na rastne dejavnike več ne odziva. To vpliva na aktivacijo integrinov in posledično zmanjšanje vlečnih sil, ki so ga pri meritvah tudi dokazali.

Pojav mehanskih sil v celičnem ciklu je skupaj z vami spoznavala vajenka Mojca.