В трёхмерной полимерной среде Naegleria использовала оба механизма движения - и широкие актиновые выросты, и блебы, часто переключаясь между ними.
Более 75% клеток, помещённых в такую среду, проникали внутрь как минимум на 40 микрометров, а более 30% достигали глубины 80 микрометров и глубже. Когда же Carbopol помещали поверх клеток, то более 60% амёб самостоятельно проникали внутрь среды на глубину не менее 40 микрометров, а более 30% амёб на 80 микрометров и глубже.
После этого учёные начали постепенно ограничивать пространство вокруг клеток. И оказалось, что при сжатии между двумя покровными стёклами средняя скорость движения амёб увеличивалась с 14,5 до 20,5 микрометра в минуту - на 40%. При этом само по себе нахождение между стёклами не приводило к полному переходу на блебовое движение - клетки по-прежнему могли использовать оба типа выступов.
В каналах шириной 8, 6 и 4 микрометра амёбы использовали исключительно блебовое движение, тогда как в каналы шириной 2 микрометра ни одна амёба просто не смогла войти.
При ширине каналов в 8 микрометров средняя скорость движения амёб достигала 30,9 микрометра в минуту против 16,0 микрометра в минуту у свободно перемещавшихся клеток.
Умеренное ограничение пространства не замедляло движение Naegleria, а, напротив, делало его значительно более быстрым.
Однако при дальнейшем уменьшении ширины канала скорость перемещения амёб снижалась - в каналах шириной 6 микрометров она составляла 21,4 микрометра в минуту, а в каналах шириной 4 микрометра - 18,4 микрометра в минуту.
Учёные предположили, что при слишком сильном сжатии увеличивается площадь контакта клетки с поверхностью, а также деформируется её ядро, что затрудняет продвижение.
Особенно необычной оказалась не сама скорость, а устойчивость направления движения. На свободной поверхности траектория клетки могла заметно меняться, тогда как внутри узкого прямого канала амёба практически переставала менять направление - после попадания в канал клетки сохраняли почти идеальное направление движения и редко разворачивались. Некоторые амёбы прошли по каналу почти 2 миллиметра, пока не достигли его конца и не вышли из него.
Затем учёные проверили - действительно ли Naegleria активно стремится попасть в узкие пространства, или наблюдаемое поведение было случайным следствием их движения.
В микроканалах не было каких-либо химических веществ, которые могли служить приманкой, и не было какого-либо потока жидкости, направляющего клетки внутрь. И, тем не менее, амёбы часто скапливались у входов в каналы, вытягивали туда участки их клеток и продолжали взаимодействовать с отверстиями до тех пор, пока не проникали внутрь.
При этом, чем уже был канал - тем меньше амёб полностью входило в него, но даже слишком узкие для полноценного проникновения отверстия амёбы продолжали активно исследовать своими выростами.
Те же эксперименты провели с Dictyostelium discoideum - другим хорошо изученным видом амёб, широко используемым в лабораторных исследованиях.
Оказалось, что эти амёбы также могли входить в узкие каналы, однако делали это иначе - они чаще прекращали контакт с входом в канал и отступали, а их движение внутри каналов в большинстве случаев замедлялось по сравнению со свободным перемещением.
Таким образом, стремление продолжать исследование узкого прохода и почти полное сохранение прямолинейного движения оказались гораздо более выраженными именно у Naegleria.
Следующий эксперимент должен был показать - сохраняется ли такое поведение в более сложной среде, где нет ровных стенок и заранее заданных прямых каналов. Для этого учёные использовали частицы Carbopol - полимерный материал, способный поглощать воду и образовывать плотную трёхмерную сеть из набухших частиц.
Меняя концентрацию материала, учёные создавали среды с различной плотностью и механической жёсткостью. При его концентрации в 0,3% максимальная скорость перемещения амёб составляла около 19,5 микрометра в минуту, при 0,6% - 12,6 микрометра в минуту, а при 1% - всего лишь 3,5 микрометра в минуту, при этом в самой плотной среде многие амёбы фактически застревали.
Post #8635
588
- 🔥 31
- 👍 8
- 🤝 6
- ❤ 4
- ❤🔥 1
- 👏 1
- 😡 1