ניתן להסביר דפוסים המושרים על ידי הידבקות תאים בקרטינוציטים על ידי הרעבה והידבקות חזקה, כך מגלים חוקרים מאוניברסיטת הוקאידו.
טביעות אצבע הן אחת הדוגמאות המוכרות ביותר להיווצרות דפוסים על ידי תאי אפיתל. התאים הראשוניים באפיתל הם הקרטינוציטים, וידוע שהם יוצרים דפוסים ברמה המיקרוסקופית והמקרוסקופית. אמנם דווחו גורמים המשפיעים על היווצרות דפוס זה, אך המנגנונים המדויקים העומדים בבסיס התהליך עדיין אינם מובנים במלואם.
צוות חוקרים, בראשות פרופסור חבר קן נאטסוגה בפקולטה לרפואה, אוניברסיטת הוקאידו, חשף כי היצמדות תאים-תאים שולטת ביצירת דפוסים בקרטינוציטים. הממצאים שלהם פורסמו בכתב העת ברית מדעי החיים.
במחקר זה, השתמשנו בקו תאים קרטינוציטים מונצחים, הנקראים HaCaT, אשר שומרת על כל התכונות של קרטינוציטים רגילים. על מנת להבטיח שהממצאים שלנו היו מדויקים, הקמנו תרביות חד-תאיות מקו התאים הזה".
קן נאצוגה, פרופסור חבר, הפקולטה לרפואה, אוניברסיטת הוקאידו
הצוות צפה בהיווצרות דפוס הן בקו התאים ההטרוגני המקורי, כמו גם בתרביות שמקורן בתא בודד. במהלך התרבות, הקרטינוציטים נעו באופן אקראי ויצרו באופן ספונטני אזורים בצפיפות גבוהה ונמוכה, מה שהוביל להיווצרות דפוס.
היווצרות הדפוס הושפעה במידה ניכרת מרעב. כאשר מצע התרבית חודש, הדפוסים הוסתרו, אך הופיעו שוב כשהחומרים התזונתיים במצע התרבות נצרכו על ידי הקרטינוציטים.
לאחר מכן, הצוות בחן את ביטוי הגנים בקרטינוציטים, מה שחשף שחלבוני היצמדות תאים וחלבוני התמיינות קרטינוציטים הווסרו באזורים בצפיפות גבוהה. "כיוון שהדבקת תאים הכרחית לפיתוח אזורים בעלי צפיפות תאים גבוהה, חקרנו במיוחד את הביטוי של מולקולות ה-adherens junction (AJ) כגון E-cadherin ואקטין", פירט Natsuga. "מצאנו שהמולקולות הללו היו מקומיות בצמתים הבין-תאיים של אזורים בצפיפות גבוהה".
לאחר מכן השתמשו המחברים במודל מתמטי כדי לאשר שתחת צפיפות ומתח אחידים במרחב, היצמדות תאים חזקה מובילה להיווצרות דפוסי צפיפות. הם גם הצליחו להדגים שדפוסי הקרטינוציטים השפיעו על התפשטות תאים והתמיינות, וכי הרעבה בסרום משפיעה על ריבוד אפידרמיס (סוג של התמיינות) בתאי עור מעכברים.
"המחקר שלנו מציג מודל חדשני וחזק של דפוסים המושרים על ידי תא-תא הידבקות (CAIP)", מסכם נאטסוגה. "העמקנו את התובנה המכניסטית שלנו לגבי הארגון הסלולרי והשלכותיו על החלטות גורל התא וריבוד אפיתל". הצוות הוכיח כי הידבקות תאי אפיתל חיונית ומספיקה לעיצוב דפוסים. עבודה עתידית תתמקד בהוספת משתנים נוספים למודל כדי להבין תהליכים אחרים המתרחשים במקביל במהלך הפיתוח.
