ألقى باحثون من جامعة هارفارد ضوءا جديدا على لغز كيفية وجود حيوانات قادرة على تجديد أجسامها بالكامل، وأوضحوا لماذا، على الرغم من وجود الجينات، فإن القدرة على التجدد في الفقاريات، بما في ذلك البشر، محدودة
شترستوك
عندما يتعلق الأمر بالتجديد، فإن بعض الحيوانات قادرة على القيام بأشياء مذهلة. إذا قطعنا ساق السلمندر، فسوف ينمو مرة أخرى. عند التهديد، تقوم بعض أنواع أبو بريص بإسقاط ذيولها لتشتيت انتباه المفترس، ومن ثم إعادة نموها لاحقًا.
وتأخذ الحيوانات الأخرى العملية إلى أبعد من ذلك. يمكن لبعض أنواع الديدان وقناديل البحر وشقائق النعمان البحرية تجديد أجسامها بالكامل بعد قطعها إلى نصفين.
ألقى فريق من الباحثين في جامعة هارفارد بقيادة أندرو جيركي وبقيادة أستاذ علم الأحياء العضوي والتطوري مانسي سريفاستافا ضوءًا جديدًا على كيفية قيام الحيوانات بهذا العمل الفذ، وكشفوا عن العديد من مفاتيح الحمض النووي التي يبدو أنها تتحكم في الجينات لتجديد الجسم بالكامل. تم وصف البحث في مقال نشر في 15 مارس في مجلة Science.
وقام الباحثون بفحص ديدان من أنواع دودة النمر ثلاثية الخطوط، واكتشفوا أن قطعة من الحمض النووي غير المشفر تتحكم في تنشيط "جين التحكم الرئيسي" الذي أطلق عليه الباحثون "الاستجابة المبكرة للنمو"، أو EGR. بعد تنشيط الجينات، يتحكم EGR في العديد من العمليات الأخرى عن طريق تشغيل الجينات الأخرى أو إيقاف تشغيلها.
وقال جيركي: لكي تنجح العملية، يجب أن يتغير الحمض النووي الموجود في خلايا الدودة، والذي عادة ما يكون مطويًا ومضغوطًا، مما يجعل مناطق جديدة منه نشطة.
"العديد والعديد من أجزاء الجينوم المعبأة جيدًا يمكن أن تكون أكثر انفتاحًا بسبب وجود مفاتيح تنظيمية تعمل على تشغيل الجينات أو إيقاف تشغيلها." قال. "لذلك فإن إحدى النتائج الكبيرة في هذه الورقة هي أن الجينوم ديناميكي للغاية ويتغير بالفعل أثناء التجدد عندما تفتح وتغلق أجزاء مختلفة."
ولكن قبل أن يتمكن جيركا وسرياستافا من فهم الطبيعة الديناميكية لجينوم الدودة، كان عليهما ترتيب تسلسلها. شكل هذا التبليط جزءًا كبيرًا من المقالة. وقال سريفاستافا: "لقد أطلقنا جينوم هذه الأنواع، وهو أمر مهم لأن هذه هي الأولى من هذه الديدان". "حتى الآن، لم يكن هناك تسلسل كامل للجينوم متاحًا." وهكذا يمكن الآن استخدام ديدان النمر كنموذج جديد لدراسة التجدد.
وقال "العمل السابق على الأنواع الأخرى ساعدنا على تعلم الكثير عن التجدد". "لكن هناك عدة أسباب للعمل مع هذه الديدان الجديدة، أحدها هو أنها في موقع تطوري مهم، وبالتالي فإن الطريقة التي ترتبط بها بالحيوانات الأخرى تسمح لنا باستخلاص استنتاجات حول التطور.
أظهرت النتائج أن EGR يعمل كمفتاح تشغيل وإيقاف للتجديد - بمجرد تشغيله، يمكن أن تحدث عمليات أخرى، ولكن بدونه، لا يحدث شيء. لقد تمكنا من تقليل نشاط هذا الجين في الديدان واكتشفنا أنه عندما يتم إيقافه، فإن الديدان ببساطة غير قادرة على التجدد". يقول جيركا.
وبينما يكشف البحث عن معلومات جديدة حول كيفية عمل العملية في الديدان، فإنه قد يفسر أيضًا سبب عدم نجاحها في البشر. وقال جيركا: "اتضح أن RGR، الجين الرئيسي، والجينات الأخرى موجودة في معظم الأنواع التي تطورت بعد الديدان، بما في ذلك البشر". "عندما تضع الخلايا البشرية في أطباق بتري وتمارس ضغطًا ميكانيكيًا على الأوراق أو تسممها، فإنها ستفرز EGR على الفور."
"السؤال هو: هل يستطيع البشر تنشيط EGR عندما تصاب خلايانا؟ ما الذي يمنعنا من التجديد؟ سأل سرياستافا. "يمكن أن تكون الإجابة أنه إذا كان EGR هو مفتاح الإشعال، فإننا نعتقد أن الأسلاك مختلفة. "إن ما يتحكم فيه EGR في الخلايا البشرية قد يكون مختلفًا عما يتحكم فيه في دودة النمر. نريد أن نفهم ما هي هذه العلاقات، ومن ثم فحص كيفية حدوث هذه الظواهر في الحيوانات الأخرى، بما في ذلك الفقاريات التي تكون قدرتها على التجدد محدودة أكثر".
للمادة العلمية
للحصول على بيان من جامعة هوارد
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
