Umbo jipya la kijiometri limegunduliwa ambalo huwezesha ufungashaji wa chembe tatu za epithelial wakati wa kutengeneza tishu na viungo vilivyopinda.
Kila kiumbe hai huanza kama chembe moja, ambayo kisha hugawanyika katika seli nyingi zaidi, ambazo hugawanyika zaidi na kugawanyika hadi mabilioni ya seli yatengenezwe kuunda kiumbe kizima. Ni moja wapo ya mambo ya kueleweka zaidi ya biolojia jinsi kuanzia seli, tishu za kwanza na kisha viungo huundwa. Kimsingi, muundo rahisi wa kiinitete unaoundwa na seli chache tu huwa kiumbe hai kilicho na viungo tata. Kwa mfano, mamilioni ya seli za epithelial hufungana ili kuunda ngozi ya binadamu, kiungo chetu kikubwa na kizuizi chenye nguvu zaidi. Ikiwa ngozi yetu ilikuwa uso tambarare kabisa, maumbo ya kijiometri yanayojulikana yangeweza kupangwa pamoja ili kujenga ngozi. Lakini kwa kuwa mwili wetu sio bapa seli hizi za epithelial zinapaswa kujipinda na kujipinda zenyewe. Seli za epithelial sio tu safu ya nje ya ngozi yetu, lakini pia huweka mishipa ya damu pamoja na viungo vya wanyama wote. Wakati kiinitete kinapokua, tishu (zilizoundwa na seli) hujikunja na kuunda maumbo changamano ya pande tatu ambayo kisha kuwa viungo kama moyo au ini n.k. Anzilishi huzuia seli za epithelial 'kusogea' na 'kuungana' pamoja ili kujipanga na kufungana vizuri kipe kiungo umbo lake la mwisho la pande tatu kwa kuwa viungo vingi ni miundo iliyopinda. Kwa sababu ya hitaji hili la mkunjo, inaeleweka kwamba seli za epithelial ambazo hupanda viungo zinapaswa kupitisha maumbo ya safu au chupa ili kuweza kuzunguka viungo wakati kiinitete kinakua. Seli za epithelial pia hutoa kazi zingine kama vile kuunda kizuizi dhidi ya maambukizo na unyonyaji wa virutubishi.
Umbo jipya limegunduliwa!
Watafiti katika Chuo Kikuu cha Seville, Hispania na Chuo Kikuu cha Lehigh, Marekani walihitimisha katika utafiti wao uliochapishwa katika Nature Communications kwamba seli za epithelial huchukua umbo sawa na 'prisms zilizosokotwa'. Umbo hili dhabiti la kijiometri limepewa jina la 'scutoid'. Umbo hili huwezesha seli za epithelial kufikia lengo lao la kutoa kifuniko cha tatu-dimensional kwa viungo. Scutoid ni muundo kama prism, na pande sita upande mmoja na tano kwa upande mwingine pamoja na uso wa pembetatu kwenye moja ya kingo ndefu za prism. Muundo huu wa kipekee wa scutoid hufanya iwezekane kuziweka pamoja na ncha za pande tano na sita zinazopishana kuruhusu uundaji wa nyuso zilizopinda. Jina hili halipo katika jiometri na lilichaguliwa na watafiti baada ya kuzingatiwa kwa uangalifu na kutokana na kufanana kwa scutoid na umbo la scutellum ya mende ambayo ni mwisho wa nyuma wa kifua cha wadudu.
Umbo la scutoid ni nyingi
Watafiti walitumia mbinu ya uundaji wa hesabu kwa kutumia mchoro wa Voronoi. Hiki ndicho chombo kinachotumika sana kuelewa maumbo ya kijiometri katika nyanja mbalimbali. Majaribio ya uundaji mfano yalionyesha kuwa mpindano kwenye tishu unavyoongezeka, seli zinazounda tishu hizi zilitumia maumbo changamano zaidi kuliko safu wima na maumbo ya chupa kama ilivyoaminika hapo awali. Seli za epithelial huchukua umbo ambalo halijafafanuliwa hapo awali na umbo hili maalum husaidia seli kuzifanya ziwe na ufanisi zaidi wa nishati huku zikiongeza upakiaji thabiti. Watafiti waliangalia kwa karibu ufungashaji wa pande tatu wa tishu mbalimbali katika wanyama tofauti ili kuchambua maoni yao. Data ya majaribio iligundua kuwa seli za epithelial hukubali kufanana sana 3D motifs kama ilivyotabiriwa na uundaji wa hesabu. Kwa hiyo, hii sura mpya scutoid husaidia katika kupinda na kujipinda na huruhusu njia bora zaidi kwa seli kubaki zikiwa zimejaa. Mara tu walipogundua kuwa umbo jipya lipo, watafiti waligundua katika viumbe vingine kwa uwepo wa umbo kama scutoid na waligundua kuwa umbo hili lilikuwepo kwa wingi. Maumbo haya yanayofanana na scutoid pia yamepatikana katika chembechembe za epithelial za samaki wa pundamilia na tezi za mate za inzi wa matunda na haswa katika maeneo ambayo tishu zinahitajika kujipinda zaidi badala ya kuwa na mwonekano bapa.
Huu ni ugunduzi wa kuvutia sana na wa kipekee ambao unaweza kuendeleza uelewa wetu na kutusaidia kudhibiti shirika lenye pande tatu la viungo (morphogenesis). Inaweza kutoa mwanga zaidi juu ya kile kinachotokea wakati chombo hakifanyiki kwa usahihi na kusababisha magonjwa. Inaweza kuwa ya msaada mkubwa katika uwanja wa kukuza viungo vya bandia na uhandisi wa tishu kwani kiunzi cha ujenzi kilicho na muundo sahihi wa upakiaji kinaweza kusababisha matokeo bora. Ugunduzi wa sura hii mpya unaweza kutumika katika nyanja mbalimbali za kisayansi.
***
{Unaweza kusoma karatasi asili ya utafiti kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini katika orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
Gómez-Gálvez P na wenzake. 2018. Scutoids ni suluhisho la kijiometri kwa kufunga tatu-dimensional ya epithelia. Hali Mawasiliano. 9 (1).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05376-1
***
