Cellen die gespecialiseerd zijn in groepen volgen chemische gradiënten in hun omgeving nauwkeuriger dan individuele cellen, volgens onderzoekers van Purdue University.

Cellen komen samen voor collectieve migratie in verschillende processen, inclusief de ontwikkeling van organismen, wondgenezing en uitzaaiing van kanker. De eenvoudigste manier om dit te laten gebeuren is door individuele detectie en reactie op een chemische lokstof:elke cel meet het verschil in chemoattractant en beweegt in de richting van de gradiënt, terwijl korteafstandskoppeling de groep bij elkaar houdt.

"Experimenten suggereren dat in sommige gevallen, er ontstaat een nieuw mechanisme wanneer cellen bij elkaar komen in plaats van wanneer ze alleen zijn. We wilden de nauwkeurigheid van een van deze opkomende mechanismen vergelijken met wanneer cellen individueel handelen terwijl ze deel uitmaken van een groep, " zei Andrew Mugler, een assistent-professor natuurkunde en astronomie aan Purdue. "Vooral, we wilden weten waarom ze dit nieuwe mechanisme hebben ontwikkeld - is er een voordeel?"

Er is. Cellen die migreren als eendimensionale kettingen of tweedimensionale vellen, kunnen gradiënten met een hogere precisie detecteren wanneer ze zich specialiseren in een groep in plaats van als individuen aan elkaar te plakken. volgens de studie.

Cellen kunnen chemicaliën in hun omgeving niet perfect waarnemen; er is altijd wel een fout. Als ze in een groep bij elkaar komen, ze combineren hun zintuiglijke informatie, inclusief fouten. Individuele cellen die in een groep samenwerken, dragen allemaal informatie en fouten bij, maar in een groep met het emergente mechanisme, alleen de buitenste cellen zijn zintuiglijk. Dit betekent dat er over het algemeen minder zintuiglijke informatie is, maar ook minder fouten, waardoor die groep beter in staat is om chemische gradiënten te detecteren dan hun individueel werkende tegenhangers.

Dit opkomende mechanisme is ook voordelig, want als niet elke cel in de groep elke taak hoeft uit te voeren, ze oefenen minder energie uit bij het uitvoeren van essentiële functies. Alleen de cellen aan de rand van de groep zouden moeten werken om het te verplaatsen, bijvoorbeeld.

Begrijpen hoe opkomende coöperatieve detectie werkt, zal onderzoekers inzicht geven in verschillende biologische processen, inclusief kankermetastasen, zei Mugler. Hij is van plan verder onderzoek te doen naar het gedrag van collectieve cellen.