ಹೊಸ ಆಕಾರವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗಿದೆ: ಸ್ಕಟಾಯ್ಡ್

ಬಾಗಿದ ಅಂಗಾಂಶಗಳು ಮತ್ತು ಅಂಗಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವಾಗ ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಹೊಸ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕಾರವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗಿದೆ.

ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಜೀವಿಯು ಏಕಾಂಗಿಯಾಗಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ ಸೆಲ್, ಇದು ನಂತರ ಹೆಚ್ಚು ಕೋಶಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಶತಕೋಟಿಗಳವರೆಗೆ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉಪವಿಭಾಗವಾಗುತ್ತದೆ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಇಡೀ ಜೀವಿಯನ್ನು ರಚಿಸಲು ರೂಪುಗೊಂಡಿವೆ. ಇದು ಅತ್ಯಂತ ನಿಗೂಢವಾದ ಅಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಂದ ಹೇಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಿ, ಮೊದಲು ಅಂಗಾಂಶಗಳು ಮತ್ತು ನಂತರ ಅಂಗಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ, ಕೆಲವೇ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಭ್ರೂಣದ ಸರಳ ರಚನೆಯು ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಂಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಜೀವಂತ ಜೀವಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಲಕ್ಷಾಂತರ ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಪ್ಯಾಕ್ ಆಗುತ್ತವೆ ಮಾನವ ಚರ್ಮ, ನಮ್ಮ ಅತಿದೊಡ್ಡ ಅಂಗ ಮತ್ತು ಬಲವಾದ ತಡೆಗೋಡೆ. ಒಂದು ವೇಳೆ ನಮ್ಮ ಚರ್ಮ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಮತಟ್ಟಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯಾಗಿದ್ದು, ಚರ್ಮವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ತಿಳಿದಿರುವ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕಾರಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಬಹುದು. ಆದರೆ ನಮ್ಮ ದೇಹವು ಚಪ್ಪಟೆಯಾಗಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ ಈ ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು ತಮ್ಮನ್ನು ತಾವು ವಕ್ರಗೊಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಬಾಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಎಪಿಥೇಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು ನಮ್ಮ ಚರ್ಮದ ಹೊರ ಪದರವನ್ನು ಮಾತ್ರ ರೂಪಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅವುಗಳು ಕೂಡ ಸಾಲಿನಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ರಕ್ತದ ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿನ ನಾಳಗಳು ಮತ್ತು ಅಂಗಗಳು. ಭ್ರೂಣವು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದುತ್ತಿರುವಾಗ, ಅಂಗಾಂಶಗಳು (ಕೋಶಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ) ಬಾಗಿ ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಆಕಾರಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ನಂತರ ಹೃದಯ ಅಥವಾ ಯಕೃತ್ತಿನಂತಹ ಅಂಗಗಳಾಗುತ್ತದೆ. ಆರಂಭಿಕ ಬ್ಲಾಕ್‌ಗಳು ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು 'ಚಲಿಸುತ್ತವೆ' ಮತ್ತು 'ಸೇರುತ್ತವೆ' ತಮ್ಮನ್ನು ಸಂಘಟಿಸಲು ಮತ್ತು ಒಂದು ಅಂಗವನ್ನು ಅದರ ಅಂತಿಮ ಮೂರು ನೀಡಲು ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಂಗಗಳು ಬಾಗಿದ ರಚನೆಗಳಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಆಯಾಮದ ಆಕಾರ. ವಕ್ರತೆಯ ಈ ಅವಶ್ಯಕತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಭ್ರೂಣವು ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವಾಗ ಅಂಗಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿಯಲು ಅಂಗಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವ ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು ಸ್ತಂಭಾಕಾರದ ಅಥವಾ ಬಾಟಲಿಯ ಆಕಾರಗಳನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು ಎಂದು ತಿಳಿಯಲಾಗಿದೆ. ಎಪಿಥೇಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು ಸೋಂಕುಗಳ ವಿರುದ್ಧ ತಡೆಗೋಡೆ ಮತ್ತು ಪೋಷಕಾಂಶಗಳ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಂತಹ ಇತರ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಸಹ ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ.

ಹೊಸ ಆಕಾರ ಪತ್ತೆ!

ಸೆವಿಲ್ಲೆ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ, ಸ್ಪೇನ್ ಮತ್ತು ಲೆಹಿ ಯುನಿವರ್ಸಿಟಿ, USA ಯ ಸಂಶೋಧಕರು ನೇಚರ್ ಕಮ್ಯುನಿಕೇಷನ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ತಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು 'ತಿರುಚಿದ ಪ್ರಿಸ್ಮ್‌ಗಳಿಗೆ' ಹೋಲುವ ಆಕಾರವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಹೊಸ ಘನ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕಾರವನ್ನು 'ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗಿದೆಸ್ಕೂಟಾಯ್ಡ್'. ಈ ಆಕಾರವು ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಅಂಗಗಳಿಗೆ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಹೊದಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಸ್ಕಟಾಯ್ಡ್ ಒಂದು ಪ್ರಿಸ್ಮ್‌ನಂತಹ ರಚನೆಯಾಗಿದ್ದು, ಪ್ರಿಸ್ಮ್‌ನ ಉದ್ದನೆಯ ಅಂಚುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದರಲ್ಲಿ ತ್ರಿಕೋನ ಮುಖದ ಜೊತೆಗೆ ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಆರು ಬದಿಗಳು ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ಐದು ಬದಿಗಳಿವೆ. ಸ್ಕುಟಾಯ್ಡ್‌ನ ಈ ವಿಶಿಷ್ಟ ರಚನೆಯು ಬಾಗಿದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುವ ಪರ್ಯಾಯ ಐದು-ಬದಿಯ ಮತ್ತು ಆರು-ಬದಿಯ ತುದಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹೆಸರು ಜ್ಯಾಮಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಪರಿಗಣಿಸಿದ ನಂತರ ಮತ್ತು ಕೀಟಗಳ ಎದೆಯ ಹಿಂಭಾಗದ ತುದಿಯಾಗಿರುವ ಜೀರುಂಡೆಯ ಸ್ಕುಟೆಲ್ಲಮ್‌ನ ಆಕಾರದೊಂದಿಗೆ ಸ್ಕಟಾಯ್ಡ್‌ನ ಹೋಲಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ ಸಂಶೋಧಕರು ಇದನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ.

ಸ್ಕಟಾಯ್ಡ್ ಆಕಾರವು ಹೇರಳವಾಗಿದೆ

ಸಂಶೋಧಕರು ವೊರೊನೊಯ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ತಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಆಕಾರಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಅಂಗಾಂಶದಲ್ಲಿನ ವಕ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಈ ಅಂಗಾಂಶಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಈ ಹಿಂದೆ ನಂಬಿದ್ದ ಕಾಲಮ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬಾಟಲ್-ಆಕಾರಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಆಕಾರಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತೋರಿಸಿವೆ. ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು ಹಿಂದೆ ವಿವರಿಸದ ಆಕಾರವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಈ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಕಾರವು ಸ್ಥಿರವಾದ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸುವಾಗ ಅವುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಮಾಡಲು ಜೀವಕೋಶಗಳಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಅಭಿಪ್ರಾಯಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ವಿವಿಧ ಪ್ರಾಣಿಗಳಲ್ಲಿನ ವಿವಿಧ ಅಂಗಾಂಶಗಳ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಹತ್ತಿರದಿಂದ ನೋಡಿದ್ದಾರೆ. ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು ಒಂದೇ ರೀತಿಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಎಂದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ದತ್ತಾಂಶವು ಸ್ಥಾಪಿಸಿತು 3D ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್‌ನಿಂದ ಊಹಿಸಿದಂತೆ ಮೋಟಿಫ್‌ಗಳು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಇದು ಹೊಸ ಆಕಾರ ಸ್ಕುಟಾಯ್ಡ್ ಬಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಬಾಗುವಿಕೆಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಜೀವಕೋಶಗಳು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಆಗಲು ಅತ್ಯಂತ ಸೂಕ್ತವಾದ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ಹೊಸ ಆಕಾರವು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ ಎಂದು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದ ನಂತರ, ಸಂಶೋಧಕರು ಇತರ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಕಟಾಯ್ಡ್ ತರಹದ ಆಕಾರದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಗಾಗಿ ಪರಿಶೋಧಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಈ ಆಕಾರವು ಹೇರಳವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅವರು ಕಂಡುಕೊಂಡರು. ಜೀಬ್ರಾ ಮೀನಿನ ಎಪಿತೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಹಣ್ಣಿನ ನೊಣಗಳ ಲಾಲಾರಸ ಗ್ರಂಥಿಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಅಂಗಾಂಶವು ಚಪ್ಪಟೆಯಾಗಿ ಕಾಣುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ವಕ್ರವಾಗಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಸ್ಕಟಾಯ್ಡ್ ತರಹದ ಆಕಾರಗಳು ಕಂಡುಬಂದಿವೆ.

ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಆಸಕ್ತಿದಾಯಕ ಮತ್ತು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಆವಿಷ್ಕಾರವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ನಮ್ಮ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅಂಗಗಳ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಸಂಘಟನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ನಮಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ (ಮಾರ್ಫೋಜೆನೆಸಿಸ್). ಒಂದು ಅಂಗವು ಸರಿಯಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳದಿದ್ದಾಗ ರೋಗಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವುದರಿಂದ ಏನಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಬೆಳಕು ಚೆಲ್ಲುತ್ತದೆ. ಸರಿಯಾದ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಸ್ಕ್ಯಾಫೋಲ್ಡ್‌ಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು ಉತ್ತಮ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವುದರಿಂದ ಇದು ಕೃತಕ ಅಂಗಗಳು ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುವ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಪಾರ ಸಹಾಯವಾಗಬಹುದು. ಈ ಹೊಸ ಆಕಾರದ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ವಿವಿಧ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

***

{ಉದಾಹರಿಸಿದ ಮೂಲ(ಗಳ) ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ನೀಡಲಾದ DOI ಲಿಂಕ್ ಅನ್ನು ಕ್ಲಿಕ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ನೀವು ಮೂಲ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಬಂಧವನ್ನು ಓದಬಹುದು}

ಮೂಲಗಳು)

ಗೊಮೆಜ್-ಗಾಲ್ವೆಜ್ ಪಿ ಮತ್ತು ಇತರರು. 2018. ಸ್ಕುಟಾಯ್ಡ್‌ಗಳು ಎಪಿಥೇಲಿಯಾದ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಪ್ಯಾಕಿಂಗ್‌ಗೆ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಪರಿಹಾರವಾಗಿದೆ. ನೇಚರ್ ಕಮ್ಯುನಿಕೇಷನ್ಸ್. 9(1)
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05376-1

***