Formoszillationen von nicht adhaerierenden Fibroblasten-Zellen

Wir zeigen, dass 3T3-Fibroblasten-Zellen nach einem Verlust der Zellsubstrat-Adhäsion periodische Formoszillationen aufweisen können. Das oszillatorische Verhalten kann über viele Stunden bei konstanter Frequenz andauern und kann mit chemischen Substanzen ein- und ausgeschaltet werden. Wir zeigen, dass die Oszillationsfrequenz mit zunehmender Aktin-Myosin-Kontraktilität steigt. Die Oszillationen enden auch, wenn extrazelluläres Kalzium erschöpft ist oder wenn ein Blocker von Kalziumkanälen eingeführt wird. Wir schlagen eine theoretische Beschreibung der Oszillationen basierend auf einer Instabilität der kortikalen Aktinschicht vor. Die kortikale Aktinschicht wird mit der hydrodynamischen Theorie aktiver Gels beschrieben. Wir nehmen an, dass Kalzium über mechanisch gesteuerte Kanäle in die Zelle eintritt und dass eine Erhöhung der Kalziummenge die Aktin-Myosin-Kontraktilität in der kortikalen Schicht erhöht. Die Theorie liefert ein Stabilitätsdiagramm für die kortikale Aktinschicht, das eine oszillatorische Instabilität zeigt, und gibt eine gute Beschreibung der Oszillationsperiode. Wir diskutieren auch die Zusammenhänge zwischen diesen Oszillationen und anderen Oszillationen, die nach der Depolymerisation der Mikrotubuli und mit der Bildung von Blasen beobachtet werden.