Az embrionális érhálózat önszerveződése = Self-organization of the embryonic vascular network

Czirók, András and Vicsek, Tamás (2008) Az embrionális érhálózat önszerveződése = Self-organization of the embryonic vascular network. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 47055_ZJ1.pdf Download (393kB)

Abstract

Kutatásaink az önszervezően, sok hasonló sejt kölcsönhatása révén létrejövő biológiai rendszerek, ezen belül elsősorban az embriófejlődés során kialakuló érhálózat és extracelluláris mátrix (ECM) tulajdonságainak vizsgálatára irányultak. A kutatómunka szerves része volt a sejtek viselkedésének megfigyelését lehetővé tevő mikroszkópos és statisztikai elemzés technikák kidolgozása is. Bevezettünk, és madárembriókon végzett kísérletekkel alátámasztottuk a fejlődő szöveteknek egy olyan képét, amelyben a szövet deformációira szuperponálódik a szövetbe ágyazott sejtek aktív (és korrelálatlanabb) mozgása. Megmutattuk, hogy a kezdeti érhálózat -- számos korábbi elképzeléssel ellentétben -- egy, az axonnövekedéshez nagyon hasonló sejtinvázióval történik. Sejttenyészetek in vitro viselkedésének analizálásával rámutattunk, hogy a lineáris szegmensek kialakításának egyik fontos mozgatóeleme a sejtek megváltozott mozgása erősen anizotróp környezetben. Ezekre az emprikus megfigyeléseinkre alapozva felállítottuk a vaszkulogenezis egy új elméleti modelljét. Feltérképeztük a korai embriogenezist jellemző szövetmozgásokat madárembriókban. Megmutattuk, hogy a gasztruláció folyamatát kísérő szövetmozgások jól leírhatók egy olyan tovaterjedő mintázatként, ami az embrió mindkét oldalán egy-egy, ellentétes irányban forgó örvényt tartalmaz. Mint a szövetalkotás egyik fő lépését, elemeztük a sejt-ECM kölcsönhatások szerepét a mintázatképzésben. | The research investigated self-organization phenomena in multicellular systems, especially the formation of blood vessel network during embryogenesis. Improvements in automatic microscopy techniques as well as image processing algorithms were also integral part of the research. Based on experimental analysis of delepoing bird embryos we introduced a mechanicl framwork desribing embryonic tissues, where cell autonomous motion is superimposed upon large-scale (convective) tissue movements. We showed that the early vascular network forms through a multicellular sprouting proess, somewhat reminescent to axon growth. Using in vitro cell cultures we showed that the formation of linear segment is a consequence of altered cell behavior in anisotropic environments. Based on these observations, we created a new theoretical model for vasculogenesis. We also mapped the large-scale tissue movements during embryogenesis. In bird embryos tissue movements during gastrulation form a travelling wave-like pattern containing a vortex on either side of the embryo. As a crucial step during tissue formation, we analyzed cell motion-mediated patterning of the extracellular matrix.

Actions (login required)

Edit Item