Deneyler, mekanik gerilimlerin yaratılması ve dokunun akışkanlığının düzenlenmesi yoluyla, belirli kontraktil proteinlerin büyüyen bir embriyodaki doku akışını nasıl kontrol ettiğini göstermektedir.
Gelişmekte olan bir embriyonun epitel dokuları, karmaşık yaratık mimarilerine yol açan ciddi deformasyonlardan geçer. İn vitro araştırmalara göre, bir kasılma proteinleri kompleksi olan aktomiyozinin, hızlı doku yeniden düzenlemelerini tetikleyebilecek kuvvetler ürettiği düşünülmektedir. Ancak bilim insanları hala aktomiyozinin canlılarda nasıl işlediğini tam olarak anlamış değil. Bu sorun şimdi Columbia Üniversitesi’nden Marisol Herrera-Perez ve arkadaşları tarafından, aktomiyozin aktivitesini düzenlemek için ışığın kullanıldığı in vivo “optogenetik” araştırması kullanılarak ele alındı.
Çalışmaların sonuçları, actomysin’in hem bir kuvvet jeneratörü hem de mekanik özellik düzenleyicisi olarak hareket ederek dokuyu katı benzeri bir durum ile sıvı benzeri bir durum arasında değiştirdiğini göstermektedir. Herrera-Perez’e göre bulgular, optogenetiğin doku mühendisliği için faydalı olabilecek doku gelişiminin mekanistik bir anlayışını sağlama yeteneğini gösteriyor.
Çalışmanın konusu olan Drosophila embriyosu, embriyonik doku düzenlemeleri üzerine yapılan araştırmalar için model bir organizma görevi görüyor. Özellikle embriyonun vücut ekseninin uzadığı erken gelişim noktasına baktılar. Genetik prosedürler kullanarak iki farklı tür ışığa duyarlı proteinden birini taşıyan epitellere sahip embriyolar oluşturdular. Bir protein türü mavi ışığa maruz kaldığında aktomiyozin kasılmasını artırırken, diğer protein türü bunu azalttı.
Daha sonra araştırmacılar, optogenetik olarak değiştirilmiş embriyoların ve aynı gelişim dönemindeki vahşi tip embriyoların mikroskobik filmlerini kullanarak karşılaştırmalar yaptılar.
Bulgular, doku akışının hem ışık aktivasyonu hem de deaktivasyonu ile, ancak farklı yollarla azaldığını göstermektedir. Aktomiyozin tarafından oluşturulan ve dokunun yeniden düzenlenmesine neden olan kuvvetleri düşürerek, aktomiyozin kontraktilite kaybı akışı çalışamaz hale getirdi. Bu arada kontraktilitenin güçlendirilmesi bu basınçları artırdı, ancak izotropik (yönsüz) bir şekilde, dokunun katılığa benzer bir durumda “sıkışmasına” neden oldu. Herrera-Perez’e göre bu bulgular, aktomiyozinin bir kuvvet üreticisi ve doku akışkanlığının düzenleyicisi olarak ikili işlevini doğrulamaktadır. Gelecekteki çalışmalarda, memeli embriyoları gibi daha karmaşık sistemler üzerinde benzer stratejiler kullanılabileceğini söylüyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s111
