Atlanta’daki bir laboratuvarda her gün binlerce maya hücresi yaşam mücadelesi veriyor. Bir gün daha hayatta kalanlar en hızlı büyürler, en hızlı ürerler ve en büyük kümeleri oluştururlar. Yaklaşık on yıl boyunca, hücreler birbirine yapışacak ve dallanmış kar tanesi şekilleri oluşturacak şekilde gelişti.
Bu garip kar taneleri, milyonlarca yıl önce, tek hücreli canlıların ilk kez bir araya gelerek çok hücreli canlılar haline geldiklerinde neler olabileceğini araştıran deneylerin odak noktasıdır. Bu süreç, her ne ise, sonunda ahtapotlar, devekuşları, hamsterlar ve insanlar gibi hantal, inanılmaz derecede garip organizmalara yol açtı.
Çok hücreliliğin Dünya’daki yaşam tarihinde en az 20 kez evrimleştiğine inanılsa da, canlıların tek bir hücreden ortak bir kaderi paylaşan çok sayıda hücreye nasıl evrildikleri açık olmaktan uzaktır. Ancak Çarşamba günü Nature dergisinde yayınlanan bir makalede araştırmacılar, hücrelerin nasıl bir vücutta toplanmaya başlayabileceğine dair bir ipucu ortaya koyuyor. Kar tanesi mayasını yapan ekip, 3000 nesil boyunca maya kümelerinin çıplak gözle görülebilecek kadar büyüdüğünü keşfetti. Zamanla yumuşak, yumuşacık bir maddeden ahşabın sertliğine sahip bir şeye dönüştüler.
Georgia Tech’te profesör olan Will Ratcliff, lisansüstü çalışmaları sırasında maya ile deneyler yapmaya başladı. 75.000’den fazla nesil boyunca 12 şişe E. coli yetiştiren ve popülasyonların 1988’den beri nasıl değiştiğini belgeleyen Michigan Üniversitesi biyolog Richard Lenski ve meslektaşlarından ilham aldı. doktor Ratcliff, hücreleri birbirine yapışmaya teşvik eden bir evrimsel çalışmanın çok hücreliliğin kökenlerine ışık tutup tutamayacağını merak etti.
“Bu evrimleşmiş çok hücreliliğin bildiğimiz tüm soyları, bu adımı yüz milyonlarca yıl önce attı” dedi. “Ve bireysel hücrelerin grupları nasıl oluşturduğuna dair çok fazla bilgiye sahip değiliz.”
Bu yüzden basit bir deney yaptı. Her gün maya hücrelerini bir test tüpünde döndürdü, dibe en hızlı batanları emdi ve sonra onları ertesi günün maya popülasyonunu büyütmek için kullandı. En ağır bireyleri veya hücre kümelerini seçerse, mayanın birbirine yapışmanın bir yolunu bulması için bir teşvik olacağını savundu.
Ve işe yaradı: 60 gün içinde kar tanesi mayası ortaya çıktı. Bu mayalar mutasyon nedeniyle bölündüklerinde birbirlerinden tamamen ayrılmazlar. Bunun yerine, genetik olarak özdeş hücrelerin dallanmış yapılarını oluştururlar. Maya çok hücreli hale gelmişti.
Ancak kar taneleri, Dr. Ratcliff incelemeye devam ederken kararlıydı, asla çok büyük görünmüyordu ve inatla mikroskobik kalıyordu. Grubunda doktora sonrası araştırmacı olan Ozan Bozdağ’a oksijen veya hipoksi ile ilgili bir buluş için itibar ediyor.
Pek çok organizma için oksijen, bir tür roket yakıtı görevi görür. Şekerde depolanan enerjiye erişimi kolaylaştırır.
doktor Bozdağ, deneyde bir miktar maya oksijeni verdi ve kullanmalarını engelleyen bir mutasyona sahip olan diğerlerini üretti. Oksijensiz mayanın boyutunun patladığını buldu. Kar taneleri büyüdü ve büyüdü, sonunda çıplak gözle görülebilir hale geldi. Yapıların daha yakından incelenmesi, maya hücrelerinin normalden çok daha uzun olduğunu ortaya çıkardı. Dallar birbirine dolandı ve sıkı bir yığın oluşturdu.
Bilim adamlarının öne sürdüğüne göre bu yoğunluk, oksijenin neden maya büyümesine engel olduğunu açıklayabilir. Oksijen kullanabilen maya için genişlemenin önemli dezavantajları vardı.
Kar taneleri küçük kaldığı sürece, hücreler genellikle oksijene eşit erişime sahipti. Ancak büyük, yoğun demetler, her kümedeki hücrelerin oksijenle bağlantısının kesildiği anlamına geliyordu.
Oksijen kullanamayan mayaların kaybedecek hiçbir şeyi yoktu ve bu şekilde piyasaya çıktılar. Sonuç, bir kümedeki tüm hücreleri beslemenin, bir organizmanın çok hücreli olma yolunda karşılaştığı değiş tokuşların önemli bir parçası olduğunu gösteriyor.
Oluşan kümeler de zordur.
Georgia Tech’te profesör ve çalışmanın ortak yazarı Peter Yunker, “Bu şeyleri yok etmek için gereken enerji miktarı bir milyondan fazla arttı” dedi.
Bu güç, çok hücreliliğin gelişiminde başka bir adımın anahtarı olabilir, diyor Dr. Ratcliff – dolaşım sistemi gibi bir şeyin gelişimi. Büyük bir bloğun içindeki hücrelerin besinlere erişmesi için yardıma ihtiyacı olduğunda, bir sıvı akışını kanalize edecek kadar güçlü bir vücut hayati önem taşır.
“Bir maya kümesine yangın hortumu atmak gibi bir şey,” dedi Dr. yunkerler Hücre kümesi zayıfsa, bu besin akışı, her hücre beslenmeden önce onu yok edecektir.
Ekip şimdi, yoğun kar tanesi maya kümelerinin, besinleri en içteki üyelerine taşımak için yollar geliştirip geliştirmeyeceğini araştırıyor. Eğer öyleyse, Atlanta’daki test tüplerindeki mayalar, atalarınızın ve çevrenizdeki birçok canlının hücrelerden bedenler oluşturmaya başladığı çağlar öncesinin nasıl bir şey olduğu hakkında bize bir şeyler söyleyebilir mi?
Bu garip kar taneleri, milyonlarca yıl önce, tek hücreli canlıların ilk kez bir araya gelerek çok hücreli canlılar haline geldiklerinde neler olabileceğini araştıran deneylerin odak noktasıdır. Bu süreç, her ne ise, sonunda ahtapotlar, devekuşları, hamsterlar ve insanlar gibi hantal, inanılmaz derecede garip organizmalara yol açtı.
Çok hücreliliğin Dünya’daki yaşam tarihinde en az 20 kez evrimleştiğine inanılsa da, canlıların tek bir hücreden ortak bir kaderi paylaşan çok sayıda hücreye nasıl evrildikleri açık olmaktan uzaktır. Ancak Çarşamba günü Nature dergisinde yayınlanan bir makalede araştırmacılar, hücrelerin nasıl bir vücutta toplanmaya başlayabileceğine dair bir ipucu ortaya koyuyor. Kar tanesi mayasını yapan ekip, 3000 nesil boyunca maya kümelerinin çıplak gözle görülebilecek kadar büyüdüğünü keşfetti. Zamanla yumuşak, yumuşacık bir maddeden ahşabın sertliğine sahip bir şeye dönüştüler.
Georgia Tech’te profesör olan Will Ratcliff, lisansüstü çalışmaları sırasında maya ile deneyler yapmaya başladı. 75.000’den fazla nesil boyunca 12 şişe E. coli yetiştiren ve popülasyonların 1988’den beri nasıl değiştiğini belgeleyen Michigan Üniversitesi biyolog Richard Lenski ve meslektaşlarından ilham aldı. doktor Ratcliff, hücreleri birbirine yapışmaya teşvik eden bir evrimsel çalışmanın çok hücreliliğin kökenlerine ışık tutup tutamayacağını merak etti.
“Bu evrimleşmiş çok hücreliliğin bildiğimiz tüm soyları, bu adımı yüz milyonlarca yıl önce attı” dedi. “Ve bireysel hücrelerin grupları nasıl oluşturduğuna dair çok fazla bilgiye sahip değiliz.”
Bu yüzden basit bir deney yaptı. Her gün maya hücrelerini bir test tüpünde döndürdü, dibe en hızlı batanları emdi ve sonra onları ertesi günün maya popülasyonunu büyütmek için kullandı. En ağır bireyleri veya hücre kümelerini seçerse, mayanın birbirine yapışmanın bir yolunu bulması için bir teşvik olacağını savundu.
Ve işe yaradı: 60 gün içinde kar tanesi mayası ortaya çıktı. Bu mayalar mutasyon nedeniyle bölündüklerinde birbirlerinden tamamen ayrılmazlar. Bunun yerine, genetik olarak özdeş hücrelerin dallanmış yapılarını oluştururlar. Maya çok hücreli hale gelmişti.
Ancak kar taneleri, Dr. Ratcliff incelemeye devam ederken kararlıydı, asla çok büyük görünmüyordu ve inatla mikroskobik kalıyordu. Grubunda doktora sonrası araştırmacı olan Ozan Bozdağ’a oksijen veya hipoksi ile ilgili bir buluş için itibar ediyor.
Pek çok organizma için oksijen, bir tür roket yakıtı görevi görür. Şekerde depolanan enerjiye erişimi kolaylaştırır.
doktor Bozdağ, deneyde bir miktar maya oksijeni verdi ve kullanmalarını engelleyen bir mutasyona sahip olan diğerlerini üretti. Oksijensiz mayanın boyutunun patladığını buldu. Kar taneleri büyüdü ve büyüdü, sonunda çıplak gözle görülebilir hale geldi. Yapıların daha yakından incelenmesi, maya hücrelerinin normalden çok daha uzun olduğunu ortaya çıkardı. Dallar birbirine dolandı ve sıkı bir yığın oluşturdu.
Bilim adamlarının öne sürdüğüne göre bu yoğunluk, oksijenin neden maya büyümesine engel olduğunu açıklayabilir. Oksijen kullanabilen maya için genişlemenin önemli dezavantajları vardı.
Kar taneleri küçük kaldığı sürece, hücreler genellikle oksijene eşit erişime sahipti. Ancak büyük, yoğun demetler, her kümedeki hücrelerin oksijenle bağlantısının kesildiği anlamına geliyordu.
Oksijen kullanamayan mayaların kaybedecek hiçbir şeyi yoktu ve bu şekilde piyasaya çıktılar. Sonuç, bir kümedeki tüm hücreleri beslemenin, bir organizmanın çok hücreli olma yolunda karşılaştığı değiş tokuşların önemli bir parçası olduğunu gösteriyor.
Oluşan kümeler de zordur.
Georgia Tech’te profesör ve çalışmanın ortak yazarı Peter Yunker, “Bu şeyleri yok etmek için gereken enerji miktarı bir milyondan fazla arttı” dedi.
Bu güç, çok hücreliliğin gelişiminde başka bir adımın anahtarı olabilir, diyor Dr. Ratcliff – dolaşım sistemi gibi bir şeyin gelişimi. Büyük bir bloğun içindeki hücrelerin besinlere erişmesi için yardıma ihtiyacı olduğunda, bir sıvı akışını kanalize edecek kadar güçlü bir vücut hayati önem taşır.
“Bir maya kümesine yangın hortumu atmak gibi bir şey,” dedi Dr. yunkerler Hücre kümesi zayıfsa, bu besin akışı, her hücre beslenmeden önce onu yok edecektir.
Ekip şimdi, yoğun kar tanesi maya kümelerinin, besinleri en içteki üyelerine taşımak için yollar geliştirip geliştirmeyeceğini araştırıyor. Eğer öyleyse, Atlanta’daki test tüplerindeki mayalar, atalarınızın ve çevrenizdeki birçok canlının hücrelerden bedenler oluşturmaya başladığı çağlar öncesinin nasıl bir şey olduğu hakkında bize bir şeyler söyleyebilir mi?