એક નવો ભૌમિતિક આકાર શોધાયો છે જે વક્ર પેશીઓ અને અવયવો બનાવતી વખતે ઉપકલા કોશિકાઓના ત્રિ-પરિમાણીય પેકિંગને સક્ષમ કરે છે.
દરેક જીવંત જીવ એક તરીકે શરૂ થાય છે સેલ, જે પછી વધુ કોષોમાં વિભાજિત થાય છે, જે વધુ વિભાજીત થાય છે અને અબજો સુધી પેટાવિભાજિત થાય છે કોશિકાઓ સમગ્ર જીવતંત્ર બનાવવા માટે રચાય છે. તેના સૌથી ભેદી પાસાઓ પૈકી એક છે બાયોલોજી કોષોથી શરૂ કરીને, પ્રથમ પેશીઓ અને પછી અંગો કેવી રીતે રચાય છે. અનિવાર્યપણે, માત્ર થોડા કોષો દ્વારા રચાયેલ ગર્ભનું એક સરળ માળખું જટિલ અંગો ધરાવતું જીવંત જીવ બની જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, લાખો ઉપકલા કોષો એકસાથે પેક કરીને રચના કરે છે માનવ ત્વચા, આપણું સૌથી મોટું અંગ અને સૌથી મજબૂત અવરોધ. જો અમારી ત્વચા સંપૂર્ણપણે સપાટ સપાટી હતી, જાણીતા ભૌમિતિક આકારો ત્વચા બનાવવા માટે એકસાથે સ્ટેક કરી શકાય છે. પરંતુ આપણું શરીર સપાટ ન હોવાથી આ ઉપકલા કોષોએ પોતાની જાતને વળાંક અને વાળવું પડે છે. ઉપકલા કોષો માત્ર આપણી ત્વચાના બાહ્ય સ્તરની રચના કરતા નથી, પરંતુ તે રેખાઓ પણ બનાવે છે રક્ત જહાજો તેમજ તમામ પ્રાણીઓના અંગો. જ્યારે ગર્ભનો વિકાસ થાય છે, પેશી (કોષોથી બનેલું) વાળવું અને જટિલ ત્રિ-પરિમાણીય આકાર બનાવે છે જે પછી હૃદય અથવા યકૃત વગેરે જેવા અંગો બને છે. શરૂઆતના બ્લોક્સ ઉપકલા કોષો 'ખસે છે' અને 'જોડા' કરે છે અને પોતાને વ્યવસ્થિત કરે છે અને અંગને અંતિમ ત્રણ-ત્રણ આપવા માટે ચુસ્તપણે પેક કરે છે. પરિમાણીય આકાર કારણ કે મોટાભાગના અવયવો વક્ર માળખાં છે. વક્રતાની આ જરૂરિયાતને કારણે, તે સમજી શકાય છે કે ઉપકલા કોષો કે જે અંગોને લાઇન કરે છે જ્યારે ગર્ભનો વિકાસ થતો હોય ત્યારે અવયવોને ઘેરી લેવા માટે સ્તંભાકાર અથવા બોટલના આકાર અપનાવવા પડે છે. ઉપકલા કોષો અન્ય કાર્યો પણ પૂરા પાડે છે જેમ કે ચેપ સામે અવરોધ ઊભો કરવો અને પોષક તત્વોનું શોષણ.
એક નવો આકાર મળ્યો!
સેવિલે યુનિવર્સિટી, સ્પેન અને લેહાઈ યુનિવર્સિટી, યુએસએના સંશોધકો નેચર કોમ્યુનિકેશન્સમાં પ્રકાશિત થયેલા તેમના અભ્યાસમાં તારણ કાઢે છે કે ઉપકલા કોષો 'ટ્વિસ્ટેડ પ્રિઝમ' જેવો આકાર અપનાવે છે. આ નવા નક્કર ભૌમિતિક આકારને ' તરીકે ડબ કરવામાં આવ્યો છે.સ્કુટોઇડ' આ આકાર ઉપકલા કોષોને અવયવોને ત્રિ-પરિમાણીય આવરણ પ્રદાન કરવાના હેતુને પ્રાપ્ત કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. સ્કુટૉઇડ એ પ્રિઝમ જેવું માળખું છે, જેની એક બાજુ છ બાજુઓ અને બીજી બાજુ પાંચ અને પ્રિઝમની લાંબી કિનારીઓમાંથી એક પર ત્રિકોણ ચહેરો છે. સ્કુટૉઇડની આ અનોખી રચના તેમને વૈકલ્પિક પાંચ-બાજુવાળા અને છ-બાજુવાળા છેડાઓ સાથે એકસાથે સ્ટેક કરવાનું શક્ય બનાવે છે જે વક્ર સપાટીઓ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. આ નામ ભૂમિતિમાં અસ્તિત્વમાં નથી અને સંશોધકો દ્વારા સાવચેતીપૂર્વક વિચારણા કર્યા પછી અને ભમરાના સ્કૂટેલમના આકાર સાથે સ્કુટૉઇડની સમાનતાને કારણે પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું જે જંતુના છાતીનો પાછળનો છેડો છે.
સ્કૂટોઇડ આકાર વિપુલ પ્રમાણમાં છે
સંશોધકોએ વોરોનોઈ ડાયાગ્રામિંગનો ઉપયોગ કરીને કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલિંગ તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો. વિવિધ ક્ષેત્રોમાં ભૌમિતિક આકારોને સમજવા માટે આ સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતું સાધન છે. મોડેલિંગના પ્રયોગો દર્શાવે છે કે જેમ જેમ પેશીમાં વક્રતા વધે છે, આ પેશીઓની રચના કરતા કોષો અગાઉ માનતા હતા તેમ માત્ર સ્તંભો અને બોટલ-આકારો કરતાં વધુ જટિલ આકારોનો ઉપયોગ કરે છે. ઉપકલા કોશિકાઓ એક આકાર અપનાવે છે જેનું અગાઉ વર્ણન કરવામાં આવ્યું ન હતું અને આ ચોક્કસ આકાર કોષોને સ્થિર પેકિંગને મહત્તમ કરતી વખતે તેમને વધુ ઊર્જા કાર્યક્ષમ બનાવવામાં મદદ કરે છે. સંશોધકોએ તેમના મંતવ્યોનું વિશ્લેષણ કરવા માટે વિવિધ પ્રાણીઓમાં વિવિધ પેશીઓના ત્રિ-પરિમાણીય પેકિંગ પર નજીકથી જોયું. પ્રાયોગિક ડેટા સ્થાપિત કરે છે કે ઉપકલા કોષો ખૂબ સમાન અપનાવે છે 3D કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલિંગ દ્વારા અનુમાનિત રૂપરેખા. તેથી, આ નવો આકાર સ્કુટૉઇડ બેન્ડિંગ અને વળાંકમાં મદદ કરે છે અને કોષોને સ્થિર રીતે ભરેલા રહેવાની સૌથી શ્રેષ્ઠ રીત માટે પરવાનગી આપે છે. એકવાર નવો આકાર અસ્તિત્વમાં છે તે સ્થાપિત કર્યા પછી, સંશોધકોએ સ્કુટૉઇડ જેવા આકારની હાજરી માટે અન્ય સજીવોમાં શોધ કરી અને તેમને જાણવા મળ્યું કે આ આકાર પુષ્કળ પ્રમાણમાં હાજર છે. આ સ્કૂટોઇડ જેવા આકાર ઝેબ્રા માછલીના ઉપકલા કોષો અને ફળની માખીઓની લાળ ગ્રંથીઓમાં પણ જોવા મળે છે અને ખાસ કરીને એવા પ્રદેશોમાં જ્યાં પેશીને સપાટ દેખાવને બદલે સૌથી વધુ વળાંકની જરૂર હોય છે.
આ એક ખૂબ જ રસપ્રદ અને અનોખી શોધ છે જે આપણી સમજને આગળ વધારી શકે છે અને અવયવોના ત્રિ-પરિમાણીય સંગઠન (મોર્ફોજેનેસિસ) ને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરી શકે છે. જ્યારે અંગ યોગ્ય રીતે ન બને ત્યારે શું થાય છે તેના પર તે વધુ પ્રકાશ પાડી શકે છે જે રોગો તરફ દોરી જાય છે. કૃત્રિમ અંગો અને ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગના વિકાસના ક્ષેત્રમાં તે ખૂબ મદદરૂપ થઈ શકે છે કારણ કે યોગ્ય પેકિંગ સ્ટ્રક્ચર સાથે સ્કેફોલ્ડ્સ બનાવવાથી વધુ સારા પરિણામો મળશે. આ નવા આકારની શોધ વિવિધ વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્રોમાં સંભવિત એપ્લિકેશનો ધરાવે છે.
***
{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}
સ્રોત (ઓ)
ગોમેઝ-ગાલ્વેઝ પી એટ અલ. 2018. સ્કૂટોઇડ એ ઉપકલાના ત્રિ-પરિમાણીય પેકિંગ માટે ભૌમિતિક ઉકેલ છે. કુદરત કોમ્યુનિકેશન્સ. 9 (1).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-05376-1
***
