Во еден изненадувачки пресврт во разбирањето на развојната биологија, научниците открија дека процесот на „кршење“ или фрактурирање, кој обично се поврзува со уништување, е всушност клучен и конструктивен чекор во обликувањето на ембрионите и формирањето на органи. Ова откритие го предизвикува традиционалното гледиште за механиката на животот и отвора нови патишта за истражување во механобиологијата.
Моментот пред цврстата маса на клетки на развивачкиот ембрион на глушец да се всади во утробата е критичен. Стотици ситни меурчиња исполнети со течност се шират меѓу секоја од десетината клетки, притискајќи ги клеточните мембрани нанадвор. Потоа, во миг на фрактура, тие се разделуваат. Тенки протеински нишки ги држат клетките заедно додека дисоцираниот ембрион лебди. Во текот на неколку часа, помалите меурчиња се празнат во поголеми, додека течноста не се соедини во една единствена празнина. Со оваа дефинирачка карактеристика, зиготот станува бластоцист, подготвен да се вгради во обвивката на матката. И внатре во оваа шуплива топка од клетки, преобликувана со фрактура, ќе расте фетус.
Фрактурата како механизам за создавање
„Тоа е фрактурирање, но не на начин на кој можеби си замислувате“, вели Херве Турлиер, физичар од Колеж де Франс во Париз и член на тимот кој го карактеризираше овој процес кај ембрионите на глувци. Вообичаено, фрактурите се линии на расцеп кои хаотично се шират под стрес низ инертни материјали како мраз, карпи или бетон. Но, фрактурите забележани од колегите на Турлиер кај ембрионите на глувци покажуваат различни карактеристики. Тие настануваат преку строго контролиран механички процес, регулиран со разлики во физичката напнатост и врските меѓу клетките.
Овие фрактури се само привремени: во рок од неколку часа по одвојувањето, клетките повторно се спојуваат. И што е најважно, тие се конструктивни, обликувајќи нови форми од развивачките ткива – еволутивен пристап кој научниците го откриваат низ животинското царство. „Во биологијата, кршењето не е секогаш неуспех“, објаснува Рашми Прија, развоен биолог од Институтот Френсис Крик во Лондон, која забележала пукнатини во срцата на зебра рибите. „Често е неопходен чекор во изградбата на нешто ново.“
Обликувањето на ткивата бара сили – ова им било очигледно на физичарите речиси исто толку долго колку и на биолозите. Од првите моменти на животот, клетките што се множат се компресирани, растегнати и влечени за да формираат ткива кои се виткаат и извртуваат во органи што се шират и се собираат. Благодарение на новите прецизни инструменти и напредни техники кои овозможуваат сликање на клетки со висока резолуција, мерење на сили и манипулирање со ткива, механобиологијата – проучувањето на физичките сили во клетките и ткивата – доживува ренесанса. Интердисциплинарни тимови од биолози и физичари сега ги дешифрираат овие механизми, покажувајќи дека силите кои изгледаат деструктивни се всушност суштински за формирањето на некои органи.
