جنرال لواء

اكتشف الشكل الهندسي الجديد كتخزين خلوي فعال في الطبيعة


في عالم الأشكال ، هناك مربعات ، ودوائر ، ومثلثات ، ومستطيلات ، وشبه منحرف ، وكرات ، وأهرامات ، وغير ذلك. استعد لإضافة شكل آخر إلى تلك القائمة. اكتشف الباحثون سكوتويد - شكل هندسي تم إنشاؤه في الطبيعة يساعد على تعبئة الخلايا بكفاءة.

يبدأ الشكل مع تطور الخلية. أثناء تكوين الجنين ، تنحني الأنسجة في عدد من الأشكال لتصبح عضوًا على الطريق. على سبيل المثال ، تساهم الخلايا الظهارية في الطبقة الخارجية من جلد الإنسان (البشرة) وتساعد في الامتصاص الانتقائي وحماية الجسم ونقل الخلايا واستشعار محيطها. تترابط هذه الخلايا بإحكام مع بعضها البعض من أجل استيعاب المنحنى الذي يحدث أثناء تطورها.

لطالما افترض الباحثون أن هذه الخلايا تتجمع في أعمدة أو أشكال تشبه الزجاجة.

أعاد فريق دولي من العلماء تعريف هذا الافتراض ، واكتشف بالصدفة شكلًا هندسيًا جديدًا. اكتشفوا أن الأنسجة تنحني بشكل غير موصوف سابقًا لتقليل الطاقة التي يستخدمها الجسم ولزيادة استقرار الخلايا أثناء تكوّنها.

يأتي الباحثون من تعاون بين الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي ، وبشكل أكثر تحديدًا بين فرق بقيادة لويس إسكوديرو من جامعة إشبيلية في إسبانيا وخافيير بوسيتا من جامعة ليهاي في الولايات المتحدة. تم تفصيل الشكل الجديد وعملية اكتشاف هذا الشكل في المجلة اتصالات الطبيعة.

استخدم الفريق نظام النمذجة الحاسوبية الذي استخدم تخطيط فورونوي. يعد تخطيط Voronoi أداة تستخدم في فهم التنظيم الهندسي.

قال بوسيتا: "خلال عملية النمذجة ، كانت النتائج التي رأيناها غريبة". "توقع نموذجنا أنه مع زيادة انحناء الأنسجة ، لم تكن الأعمدة وأشكال الزجاجة هي الأشكال الوحيدة التي قد تطورها الخلايا. ولدهشتنا ، لم يكن للشكل الإضافي أي اسم في الرياضيات! فرصة لتسمية شكل جديد ".

من أين يأتي الاسم

لكن لماذا أختار الاسم scutoid؟ بينما حدث الاكتشاف أثناء مراقبة الخلايا البشرية ، فإن أصل الاسم يأتي من scutellum - الجزء الخلفي من صدر الحشرة.

قبل أن يتحمسوا كثيرًا لاكتشافهم الجديد ، كان على الباحثين التحقق من الشكل الذي تنبأت به النمذجة. لقد نظروا في حزم ثلاثية الأبعاد لمجموعة متنوعة من الأنسجة في حيوانات مختلفة. أكدت بياناتهم التجريبية أن الخلايا الظهارية تتخذ شكلاً مشابهًا للسكوتويد.

"لقد فتحنا الحل الطبيعي لتحقيق الانحناء الظهاري الفعال."

كما أوضح بوسيتا: "لقد فتحنا حلًا طبيعيًا لتحقيق الانحناء الظهاري الفعال."

في حين أن قياس مساحة scutoid قد لا يكون في اختبار الرياضيات في أي وقت قريب ، فإن فهم شكله والغرض منه يمكن أن يساعد علماء الأحياء على فهم أفضل لكيفية إنشاء الطبيعة لأشكال معينة.

وكتبوا "بالإضافة إلى هذا الجانب الأساسي للتشكل ، فإن القدرة على هندسة الأنسجة والأعضاء في المستقبل تعتمد بشكل حاسم على القدرة على فهم ، ثم التحكم ، التنظيم ثلاثي الأبعاد للخلايا".

وأضاف بوسيتا: "على سبيل المثال ، إذا كنت تتطلع إلى زراعة أعضاء اصطناعية ، فقد يساعدك هذا الاكتشاف في بناء سقالة لتشجيع هذا النوع من تكدس الخلايا ، ومحاكاة طريقة الطبيعة لتطوير الأنسجة بكفاءة"

تم نشر البحث في المجلة اتصالات الطبيعة.


شاهد الفيديو: بصرية المعادن optical Mineralogy الوان التداخل وقرينة الانكسار المزدوج (كانون الثاني 2022).