تعرف على التبليط العنقودي: معرفة المزيد عن الأقلية (الخلايا النادرة) مع القليل من المساعدة من الأغلبية
وقد تختفي الخلايا أيضًا بشكل جماعي. على سبيل المثال، في الأنسجة التي تبطن الجدران الداخلية للأمعاء الدقيقة أو الكبد أو الكلى، توجد أنواع فريدة من الخلايا يتضاءل عددها مقارنة بجيرانها الأكثر شيوعًا. ومع ذلك، وعلى الرغم من أعدادها الصغيرة، إلا أن هذه الخلايا تلعب دورًا كبيرًا في الحفاظ على صحتنا. في الآونة الأخيرة، طور علماء معهد وايزمان للعلوم طريقة جديدة للتسلسل الجيني مما يسمح بتتبع الخلايا النادرة في مجموعة واسعة من الأنسجة. الطريقة التي تم تسميتها "Clump Sequencing" (Clump Sequencing أو ClumpSeq للاختصار) تجعل من الممكن تحديد موقع الخلايا التي تمكنت حتى الآن من الهروب من تقنيات التسلسل الحالية بسرعة وسهولة نسبية، وتوصيف وظائفها المختلفة اعتمادًا على موقعها. في الأنسجة.
يتكون 90% من الجدار الداخلي للأمعاء الدقيقة من خلايا ممتصة للطعام تسمى الخلايا المعوية. على الرغم من أهميتها، فإن فهم عمل الأمعاء لن يكتمل دون معرفة الخلايا الكأسية أيضًا، والتي على الرغم من أنها تشكل أقل من 10% من الجدار الداخلي، إلا أنها مسؤولة حصريًا عن إفراز المواد المخاطية اللازمة لعملية الهضم. حماية الأمعاء، أو الخلايا الصماء المعوية التي تشكل أقل من 1%، ولكنها تفرز الهرمونات الضرورية لعمليات التمثيل الغذائي، مثل التحكم في مستويات السكر في الجسم. إن الطرق الموجودة اليوم تجعل من الممكن إجراء تسلسل المادة الوراثية على مستوى الخلية الواحدة - وليس فقط على مستوى الأنسجة - ولكن الخلايا النادرة تشكل تحديا: على سبيل المثال، عند تسلسل المادة الوراثية للخلايا في في الأمعاء، يكون محتوى الحمض النووي الريبوزي (RNA) في الخلايا النادرة خاليًا بنسبة XNUMX% في تدفق البيانات من الخلايا المجاورة لها وهي الخلايا المعوية.
ومع ذلك، على الرغم من حقيقة أن الخلايا المشتركة تفحص وتزيل الخلايا النادرة - في مختبر البروفيسور. له إيتسكويتز من قسم البيولوجيا الجزيئية للخلية، أدركوا أنه يمكنهم أيضًا المساعدة في تحديد موقع جيرانهم المختبئين في الأوعية. في دراسة سابقة وقد أظهروا في مختبر البروفيسور إيتزكوفيتز كيف أن الخلايا المعوية، خلال حياتها القصيرة، تغير في كثير من الأحيان طبيعتها ووظيفتها وفقًا لموقعها في الأمعاء - على غرار قيام عمال المصانع بتغيير المهام على طول خط الإنتاج. تتشكل عند قاعدة الزغابات - نتوءات صغيرة تشبه الأصابع تزيد مساحة سطح الأمعاء 30 مرة - تهاجر على طولها، وتسقط في النهاية لتموت في أطراف "الأصابع". تستغرق العملية برمتها حوالي أربعة أيام، قامت خلالها الفئران بتعديل أنماط التعبير الجيني الخاصة بها اعتمادًا على موقعها على الجذور. يعتقد البروفيسور إيتزكوفيتش أن هذه التغييرات في أنماط التعبير الجيني يمكن أن تساعد في اكتشاف الخلايا النادرة.
في الطريقة الجديدة التي طوروها، كما يوحي اسمها، قام العلماء أولاً بتقسيم الأنسجة إلى مجموعات، حيث تحتوي كل مجموعة على عدد محدود من الخلايا - بين اثنين وعشرة؛ وهذا الانقسام في حد ذاته يزيد من فرصة العثور على خلايا نادرة مقارنة بفرصة العثور عليها في عينات الأنسجة التي تحتوي على مئات الخلايا. بعد ذلك، يقوم العلماء بتسلسل جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال لكل مجموعة ويقومون بمسح مجمع الحمض النووي الريبي الناتج لتحديد "المعالم" الجينية للخلايا المشتركة - في هذه الحالة الخلايا المعوية. تشبه هذه المعالم المعالم الجغرافية المستخدمة للملاحة - باستثناء أنه بدلاً من مصباح الشارع أو النصب التذكاري، فهي عبارة عن أنماط تعبير وراثي مرتبطة بمنطقة أو أخرى من الأنسجة. تتيح معالم الخلايا المشتركة استنتاج الموقع الأصلي لكل مجموعة من الخلايا النادرة فيها، ومن ثم البحث وفقًا لذلك عن المعالم الجينية المقابلة للخلايا النادرة اعتمادًا على موقعها في الأنسجة.
وعندما طبق الباحثون هذه الطريقة على عينات من أمعاء الفئران، اكتشفوا وفرة من التفاصيل الجديدة حول الخلايا الموجودة في هذا النسيج: فقد تعلموا أن الخلايا الكأسية تغير وظيفتها تقريبًا مثل الخلايا المعوية. تغيرت أنماط التعبير لنحو ثلث جميع جيناتها أثناء تحركها على طول الجذور. تم اكتشاف أيضًا أن الجينات المشاركة في التحكم في الجهاز المناعي يتم التعبير عنها في الغالب فقط عند طرف كل كيس. يوضح البروفيسور إيتزكويتز: "لأن نهاية النقير هي منطقة غنية بالبكتيريا المعوية، وهي أيضًا النقطة التي تسقط منها الخلايا المعوية حتى تموت وبالتالي تنفجر فتحة مجهرية في الأنسجة، لكن هذا أمر منطقي". أن الخلايا الموجودة في هذه المنطقة ستشارك بدرجة أو بأخرى في عمليات التحكم المناعي لمنع تطور الالتهابات غير الضرورية". بالإضافة إلى ذلك، كشفوا أن أنواعًا معينة من الخلايا المفرزة للهرمونات، والتي كان يُعتقد سابقًا أنها تتحرك أيضًا على طول الأهداب، هي في الواقع ثابتة: فهي تظهر في قاعدة كل أهداب - وتبقى هناك.
لكننا لا نتعامل فقط مع الأمعاء. ومن المتوقع أن تتيح طريقة التسلسل العنقودي وصف نشاط الخلايا النادرة في الأنسجة المختلفة، وكيف ينحرف هذا النشاط في الأمراض النادرة والأقل ندرة. على سبيل المثال، يُعرف نوع نادر من الخلايا يسمى الخلايا الخصلية بمشاركتها في عمليات التحكم المناعي في الأمعاء والرئتين. إن توصيف نشاطها اعتمادًا على موقعها الدقيق في الأنسجة يمكن أن يساعد في فهم أفضل لكيفية تطور الحساسية وأمراض الأمعاء الالتهابية. ويمكن أيضًا استخدام الطريقة الجديدة لمكافحة السرطان، لأنها تسمح بتتبع التغيرات في نشاط الخلايا السرطانية اعتمادًا على موقعها في الورم.
كما شارك في الدراسة باحثو ما بعد الدكتوراه الدكتورة ريتا مانكو والدكتورة إينا أفربوش وعالمة هيئة التدريس الدكتورة كارين بيهار هالبيرن - وجميعهم من مجموعة البروفيسور إيتزكوفيتز. كما شارك في المؤتمر الدكتور زيف بورات من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة والبروفيسور عيدو عميت من قسم علم المناعة.
