Mikä on kemotaxis?

Kemotaksis on pienten organismien ja yksittäisten solujen liikettä vasteena ympäröivän ympäristön kemiallisiin signaaleihin. Tällä on rooli useissa biologisissa prosesseissa hedelmöityksestä infektioiden torjuntaan. Kemotaksisen tutkimukseen kuuluu sen tutkiminen, kuinka pienet organismit liikkuvat, milloin ne reagoivat kemiallisiin signaaleihin ja mikä voi keskeyttää nämä prosessit. Tutkijat työskentelevät mikrobiologian laboratorioissa, joilla on käytettävissään korkearesoluutioinen mikroskopia ja muut työkalut, joilla voidaan tutkia prosesseja, jotka tapahtuvat erittäin pienillä tasolla.

Kemotaksissa yksittäiset solut, yksisoluiset organismit ja pienet monisoluiset organismit reagoivat kemikaaleihin siirtymällä lähemmäs tai kauemmaksi niistä. Heillä on reseptorit, jotka ovat herkkiä tietyille kiinnostaville tai huolta aiheuttaville kemikaaleille, joten he voivat reagoida niihin käyttämällä erilaisia ​​liikkumistekniikoita. Kemoattraktantit ovat kemikaaleja, joilla on taipumus lisätä halua lähestyä tiettyä kemiallista lähdettä, kun taas kemorepellantit rohkaisevat organismeja tai soluja liikkumaan päinvastaiseen suuntaan.

Seksuaalinen lisääntyminen perustuu kemotaksiin, jotta siittiöt voivat siirtyä munaa kohti munan tuottamien kemoattraktanttien jälkeen, jotta se voi saattaa hedelmöittymisen loppuun. Sikiön kehityksen aikana kemotaksilla on myös rooli solujen liikkeessä organismin kehittyessä; esimerkiksi orastavat hermosolut alkavat jakaa itseään kartoittaakseen hermoston. Virheet tässä prosessissa voivat johtaa synnynnäisiin epämuodostumisiin tai keskenmenoihin, jos kasvavassa sikiössä kehittyy elämän kanssa yhteensopimattomia poikkeavuuksia.

Immuunijärjestelmä käyttää soluja, kuten neutrofiilejä ja makrofageja, havaitsemaan tarttuvia organismeja ja neutraloimaan ne. Se luottaa kemotaksiin haistaakseen näiden solujen tuottamat kemikaalit, jotta se voi jäljittää ne. Sitä vastoin mikro-organismit voivat reagoida myrkkyjen sisältämiin kemorepellantteihin välttääkseen niitä ja ajautuvat kauemmas kemikaaleista, kunnes ne saavuttavat turvallisen alueen. Nämä kaksi esimerkkiä osoittavat, kuinka yksittäiset solut ja kokonaiset organismit käyttävät prosessia navigoidakseen ympäristössään, luottaen kemiallisiin signaaleihin päättääkseen, miten, milloin ja minne liikkua.

Kemikaalit voivat keskeyttää kemotaksista hämmentämällä tai hämmentämällä soluja, jolloin ne tekevät virheitä. Jos solujen liikkuvuutta rajoittavat ympäristötekijät, tämä voi myös johtaa virheisiin, joissa organismit voivat siirtyä pois ravinnonlähteistä tai lähemmäksi myrkkyjä. Solujen migraatioongelmia voi syntyä myös hermovaurioiden kaltaisissa tilanteissa, joissa kasvavat uudet solut, jotka yrittävät korvata vahingoittuneita vanhoja soluja, voivat kasvaa väärään suuntaan suuntautumisvirheiden vuoksi. Tutkijat ovat kiinnostuneita oppimaan lisää näistä prosesseista, koska ne voivat olla tärkeitä vammojen ja sairauksien hoidossa sekä hedelmättömyyden hoidossa.