LONDON (IT BOLTWISE) – Forscher haben einen mechanischen Prozess entschlüsselt, der das Neuralrohr in den frühesten Stadien der Schwangerschaft schließt. Diese Entdeckung könnte erklären, warum dieser Prozess in einem von 1.000 Fällen fehlschlägt und zu schweren Geburtsfehlern wie Spina bifida führt. Durch die Kombination von theoretischer Physik und biologischer Bildgebung haben Wissenschaftler die mechanischen Kräfte identifiziert, die das Neuralrohr schließen.
In einer bemerkenswerten Zusammenarbeit haben Forscher die mechanischen Kräfte entschlüsselt, die das Neuralrohr während der frühesten Schwangerschaftsstadien schließen. Diese Entdeckung zeigt, dass das Neuralrohr nicht einfach „wächst“, sondern durch einen „Geldbeutel-Schnur“-Mechanismus physisch geschlossen wird, der von zellulären Motoren angetrieben wird. Dieses bahnbrechende Verständnis bietet einen quantitativen Rahmen, um zu erklären, warum dieser Prozess in einem von 1.000 Schwangerschaften fehlschlägt und zu schweren Geburtsfehlern wie Spina bifida führt.
Durch die Kombination von theoretischer Physik mit biologischer Bildgebung konnten die Forscher Entwicklungsstadien verbinden, die zuvor als separate Ereignisse betrachtet wurden. Die Forschung legt nahe, dass Neuralrohrdefekte durch ein mechanisches Versagen in der „Geldbeutel-Schnur“-Spannung oder durch einen Mangel an zellulärer Koordination verursacht werden könnten, anstatt nur durch genetische oder ernährungsbedingte Faktoren.
Diese physikbasierte Herangehensweise an die Biologie kann nun auf andere menschliche Entwicklungsstadien angewendet werden, bei denen Kraft, Bewegung und Timing entscheidend sind, wie etwa bei der Herzbildung oder der Wundheilung. Die Forscher von Georgia Tech und University College London (UCL) nutzten Computermodelle, um zu zeigen, wie Kräfte, die von Zellen erzeugt werden, das Neuralrohr während der frühen Entwicklung physisch schließen.
Die Entdeckung bietet neue Einblicke in einen kritischen Prozess, der, wenn er gestört wird, zu schweren Geburtsfehlern führen kann. Das Neuralrohr ist ein idealer Fokus für die Physik, da seine Bildung eine unglaubliche mechanische Koordination erfordert. Die Forscher präsentierten ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Current Biology.
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