Biolozi su se udružili s inženjerima strojarstva sa Sveučilišta u Teksasu u Dallasu, kako bi proveli istraživanje stanica čiji bi rezultati jednog dana mogli biti korišteni za proizvodnju organa. Istraživanje, objavljeno u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, baca novo svjetlo na mehaniku stanica, tkiva i formiranje organa. Istraživanje je pokazalo osnovne mehanizme o tome kako skupina bakterijskih stanica može formirati velike trodimenzionalne strukture.
“Ako želite stvoriti organizam, ključna je geometrija kako se skupina stanica samoorganizira”, rekao je dr. Hongbing Lu, profesor strojarstva na Sveučilištu u Teksasu i autor studije. “Otkrili smo da smrt stanice dovodi do bora, a što je stanica tvrđa, to je manje bora.”
Oblikovanje organa je posljedica udruživanja pojedinačnih stanica jednih s drugima. Skup stanica i njihove okoline formira tanki sloj onoga što je poznato kao biofilm. Ovi biofilmovi stvaraju trodimenzionalni naborani uzorak.
Autor dr. Gürol Süel, sada na Sveučilištu u Kaliforniji u San Diegu, i njegovi kolege primijetili su mrtve stanice pod uzorkom boranja. Udružili su se s Luom kako bi otkrili što je bilo prvo – smrt stanica ili boranje. Lu je stručnjak u nanomehanici – mjerenju sila kod malih objekata.
Istraživači su otkrili da zajedničko umiranje skupine stanica unutar biofilma dovodi do formiranja bora. Utvrdili su i da krutost biofilma utječe na formiranje bora. To je značajno jer postavlja temelje za prvu teoriju o izgradnji strukture u tkivima i organima, uzimajući u obzir i biološke i mehaničke sile.
“Postoje načini da se kontrolira da li je biofilm mekan ili tvrd, a odatle se dalje kontrolira boranje i konačna struktura stanice koja nastaje”, rekao je Lu.
Istraživači su potom kontrolirali lokaciju na kojoj je stanica umrla i bili su u stanju stvoriti umjetne obrasce boranja, čime su potvrdili svoja otkrića.
Sva istraživanja su učinjena na bakteriji Bacillus subtilis.
“Bacillus subtilis ima mnogo aspekata koji su slični drugim stanicama”, rekao je Lu. “Kad bismo razumjeli kako taj proces funkcionira kod bakterija, mogli bismo shvatiti i kako djeluje kod viših razina života.”
Sljedeći je korak, objašnjava Lu, stvoriti više organiziranih trodimenzionalnih struktura koristeći više oblike života.
Osim glavnih autora, u istraživanju su sudjelovali Yingjie Du, doktorski student i dr. Zhenxing Hu, postdoktorski znanstveni suradnik na Sveučilištu u Teksasu, koji su bili dio tima inženjera u ovom istraživanju, a svoj su doprinos dali i istraživači sa sveučilišnog Jugozapadnog medicinskog centra te španjolskih sveučilišta Politehničko sveučilište u Kataloniji i Sveučilište Pompeu Fabra. Ovo istraživanje su podržali američki Nacionalni institut za zdravlje i Zaklada James S. McDonnell piše Znanost.com