Bilim İnsanları Tamamen Yeni bir Geometrik Şekil Keşfetti ve Bu Şekil Hücrelerimizde Gizli

Merhaba skutoitler.

Derimiz en büyük organımız. Derinin yaklaşık 2 m²’si şu an bizi sarıp sarmalıyor ve üstelik, düşündüğümüz şekle sahip değil.

Doğrusu, bilim insanları daha önceden bilim veya matematik çevreleri tarafından bilinmeyen yeni bir geometrik şekil buldular ve bu şekil, bütün derimiz boyunca gizleniyor gibi görünüyor. Burada derimiz derken dış (ve iç) deri katmanımızı oluşturan yapısal dokunun temel taşı olan epitel hücrelerden bahsediyoruz.

Yaşamın erken evrelerinde en önemli hücrelerden biri olan bu epitel hücreler, gelişen embriyoda sonunda vücudun farklı organları olacak yapıların inşasına yardım ediyor.

Böyle olunca da, milyonlarca minik hücrenin sıkıştırılmasıyla oluşan epitel hücreler dış derimizi oluşturmakla kalmıyor, aynı zamanda iç organlarımızın inşasında da yer alıyor.

Bilim insanları bu tekil hücrelerin nasıl bir şekle sahip olduklarını asla tam anlamıyla çözememişlerdi, fakat genel olarak sütunu andıran bir prizma veya tepesi kesilmiş bir piramidi andıran “şişe” gibi veya kesik koni anlamına gelen “frustum” şeklinde olduklarını tahmin ediyorlardı.

Fakat bilim insanları, bilgisayar kullanarak epitel hücrelerin 3 boyutlu halde sıkıştırılmış yakın hallerini canlandırdıklarında bir sürprizle karşılaştılar.

Lehigh Üniversitesi’nden biyomühendis Javier Buceta, “Modelleme sırasında gördüğümüz sonuçlar garipti” diyor.

“Modelimizdeki tahminlere göre dokuların eğriliği arttıkça, hücrelerin sahip olduğu tek şekil sütun şekli ve şişe şekli değildi.”

Buceta’nın takımı, tanımlayamadıkları değişik bir şekille karşı karşıya kalmış.

Bir araya gelmiş skutoitler ve ayrı hali. (Sevilla Üniversitesi)

Prizmayı andırır bir görüntüye sahip. FAakat prizmanın bir ucunda 5 köşe bulunurken, öbürü 6 köşeye sahip: Geometrik açıdan garip olan ise, prizmanın köşelerinden birini Y şeklindeki bir ayrım ikiye ayırarak, küçük bir üçgen oluşturuyor.

Bu garip “bükümlü prizma” M.C.Escher’in daha önce karşılaştığı bir şekil gibi gelebilir, fakat araştırma takımına göre bu özgün şekil daha önce hiçbir bilimsel yayında tanımlanmamıştı.

“Bizim için sürpriz olan şey, bu ilave şeklin matematikte bile bir isminin olmaması!” diyor Buceta.

“Normalde birinin yeni bir şekli isimlendirmeye fırsatı olmaz.”

Scutellum ise bazı böceklerin göğüs kafesinin arkasında yer alan ve minik bir üçgeni andıran bölgenin adı. Sonuç olarak araştırmacılar, bu yeni buluşlarına scutellum’a saygı amacıyla  ‘skutoit’ ismini verdiler.

Bir  Protaetia speciose böceğinin sırt görüntüsü (Gómez-Gálvez ve diğerleri, Nature Communications Dergisi)

Bilim insanları, skutoitlerin neden bütün deri boyunca yer aldığı sorusuna ise; epitel hücreler büküldükçe, bükümlü prizmanın enerji bakımından daha tasarruflu bir şekil olduğu açıklamasını getiriyorlar.

Takım üyelerinden biri olan İspanya Sevilla Üniversitesi’nden hücre biyoloğu Luisma Escudero, “Doku büküldükçe daha sabit olabilmek adına enerjisini minimum düzeyde kullanma eğiliminde oluyor” açıklamasında bulunuyor.

“Ve bu yüzden, biyofiziksel verilerimize göre hücreler bu skutoit şeklini  benimsemişler.”

Araştırmacılar yaptıkları örneklemelerde skutoit şeklini tespit ettiklerinde, buluşun doğada da var olup olmadığına dair araştırmalar yapmışlar ve bu bükülü prizmanın, hem meyve sineklerinin hem de zebra balıklarının epitel dokularında da var olabileceğine dair ön kanıtlar bulmuşlar.

Fakat araştırma takımı, bütün hayvanlar bu tür deri hücrelerini içerdiği için, şeklin tanımlanmasının epitelyum hakkındaki düşüncelerimizde önemli bir kırılma noktası oluşturabileceğini düşünüyor.

Skutoit şeklinin canlılar arasında (bizler de dâhil) ne kadar yaygın olduğunun görülmesi için daha fazla araştırmanın yapılması gerekiyor. Araştırmacılar, elde ettikleri bulguların, epitel organların 3 boyutlu düzenlerinin anlaşılması üzerine eşi görülmemiş fikirler verdiğini iddia ediyorlar.

“Örneğin, yapay organ oluşturmak üzerine çalışıyor iseniz, bu keşif doğanın kendi yolunda etkili bir şekilde geliştirdiği dokulardaki düzenlemeyi doğru bir şekilde taklit edebilmeniz için gereken yapı iskelesini oluşturmanıza yardım edecektir“ diyor Buceta.

“Doğanın etkili bir epitel bükülmede başarılı şekilde kullandığı çözümü ortaya çıkardık.”

ScienceAlert