Almaniyanın Lüdviq Maksmilian Universitetindən (LMU) olan biofiziklər hüceyrələrin öz formalarını qavraya bildiklərinin iddia olunduğu yeni nəzəriyyə irəli sürüblər və bu hüceyrələrin informasiyaları zülalların hüceyrə daxilində paylanılmasını istiqamətləndirmək üçün istifadə etdiyini sübut ediblər.

Hüceyrə proseslərinin çoxu hüceyrə membranında zülalların dəqiq paylanmasından və formalarından asılıdır. Müxtəlif tədqiqatlar göstərir ki, zülal-zülal qarşılıqlı təsirləri və nəql proseslərinə əlavə olaraq, hüceyrə formaları hüceyrədaxili formaların əmələ gəlməsinə ciddi göstərə bilər.

Əksinə, hüceyrə formasından asılılığın zərərli olacağı formalaşma prosesləri də var. Ulduz balığı ovositlərindən forma nümunələri alaraq istifadə edən professor Ervin Freyin rəhbərliyindəki LMU fizikləri hüceyrə şəklindəki kəskin dəyişikliklər qarşısında necə güclü zülal formalarının yarana biləcəyini açıqlayıblar. Frey və həmkarları “Nature Physics” jurnalına bildiriblər ki, hüceyrənin içərisində əmələ gələn konsentrasiya qradiyenti hüceyrənin forma informasiyalarını kodlaşdırır və öz-özünə təşkil olunan zülal formaları ilə deşifrə olunur.

Ulduz balığı ovositləri (ovosit: böyümə mərhələsini başa vurmuş, amma hələ gübrələmə qabiliyyətinə malik olmayan dişi qamet) nisbətən böyük və şəffafdır və buna görə də biokimyəvi tədqiqatlar üçün uyğundur. Meyotik hüceyrə bölünməsindən əvvəl membran daralma dalğası hüceyrə membranının üzərindən hüceyrənin asimmetrik olaraq bölündüyü yerə keçir. Bu daralma dalğası fəallığı membranda bir dəyişiklik olaraq yayılan Ro adlı membrana bağlı ferment tərəfindən aktivləşdirilir. Dalğa ovositin vegetativ qütbündən nüvənin yerləşdiyi qütbə doğru hərəkət edir və dalğa gəldikdə asimmetrik olaraq bölünür.

Hüceyrə formasındakı dəyişikliklərin bu prosesə təsirini araşdırmaq üçün tədqiqatçılar ayrı-ayrı ovositləri fərqli formalı mikrokameralara yerləşdiriblər və bununla da hüceyrələri mikrokameraların divarlarının yaratdığı həndəsi xassələri mənimsəməyə məcbur ediblər.

Frey deyir: “Ro aktivləşməsinin nəbzi deformasiya olunmuş hüceyrələrdə uyğun şəkildə dəyişməsinə baxmayaraq, həmişə nüvənin yerləşdiyi yerə çatdığını aşkarladıq. Bu cəlbedici müşahidə Ronun nəbzinin hüceyrənin formasını tanıdığını və ona uyğunlaşdığını sübut edir”.

Bu nəzərəçarpan uyğunlaşmanın arxasındakı mexanizmi anlamaq üçün komanda bu kəşfi izah edən biofiziki nəzəriyyə hazırlamağa davam edib. Forma hüceyrə dövrü tənzimləyicisi Cdk1-in ovosit sitoplazmasında asimmetrik olaraq paylandığını, nüvədən sitoplazmaya qədər uzanan və zamanla parçalanan konsentrasiya qradiyenti yaratdığına dair əvvəlki kəşfə əsaslanır. Bu qradiyent membrandakı zülalların hüceyrə formasına uyğunlaşmasına imkan verir.

Araşdırmanın müəlliflərindən biri Uiqbers prosesi belə izah edir: “Buradakı əsas fikir Ronu aktivləşdirən zülalın membranın yaxınlığındakı qradiyenti ölçməsi və bu qrdiyentin çöl konsentrasiyanı işarələmisidir: ön tərəfə bənzər membran üzərində konsentrasiya profili yaradır, beləliklə ön tam olaraq çöl konsentrasiyada yerləşdirilir. Bu ön mövqedə Ro aktivatoru Ronun lokal fəaliyyətinin nəbzini aktivləşdirir.

Fərq azaldıqca çöl dəyərinin mövqeyi hüceyrə formasından asılı olaraq fərqli sürətlə membran boyunca hərəkət edir. Beləliklə, zülal konsentrasiyası profillərinin bu iyerarxiyası vasitəsi ilə qradiyentdə kodlaşdırılmış forma məlumatları mexaniki-kimyəvi reaksiyaya - membrandan keçən daralma dalğasına çevrilir.

Frey deyir: “Nəticələr bioloji funksiyaları anlamaq üçün iyerarxik zülal formalarının özünü təşkil etməsinin vacibliyini göstərir”.

Əslində, müəlliflər zülal modelinin formalaşması sahəsində iki böyük paradiqma - reaksiya-diffuziya mexanizmlərinə əsaslanan özünütəşkil və məkan məlumatlarının istismarını birləşdirib.

“İnanırıq ki, hüceyrə formasını əks etdirən məlumatları kodlaşdırmaq üçün zülal nümunələri iyerarxiyasından istifadə edən belə bir mexanizm hüceyrə formasının tanınması və tənzimlənməsi üçün ümumi fiziki prinsipi təmsil edə bilər”, - Frey fikrini belə yekunlaşdırır.