الميكروسومات هي عضيات خلوية تم اكتشافها مؤخرًا والتي تتشكل عن طريق التورم الموضعي للألياف الغشائية التي تتشكل أثناء هجرة الخلايا. تقوم الميكروسومات بتخزين الجزيئات الحيوية داخل الخلايا مثل DNA وRNA والبروتينات وحتى العضيات الكاملة مثل الميتوكوندريا وتؤثر على التواصل بين الخلايا
نجح باحثون من جامعة تل أبيب في فك رموز عملية تكوين الميكروسومات. الميكروسومات هي عضيات خلوية تم اكتشافها مؤخرًا والتي تتشكل عن طريق التورم الموضعي للألياف الغشائية التي تتشكل أثناء هجرة الخلايا. تقوم الميكروسومات بتخزين داخلها جزيئات حيوية داخل الخلايا مثل DNA و RNA والبروتينات وحتى عضيات كاملة مثل الميتوكوندريا، وفي مرحلة لاحقة تنفصل عن الخلية وتنطلق في البيئة على شكل فقاعات غشائية تستخدم للحصول على المعلومات. النقل والتواصل بين الخلايا. أي أنه بعد إطلاق الميكروسوم في البيئة، يتم جمعه بواسطة خلايا أخرى وبالتالي في الواقع يمكن لخلية معينة معرفة حالة الخلية المجاورة.
أجري البحث بقيادة طالب الدكتوراه رافيف ظهران وبتوجيه من الدكتورة رايا سوركين من كلية الكيمياء في كلية العلوم الدقيقة وبالتعاون مع مجموعة بحثية من جامعة تسينغهوا في الصين وتم نشره في المجلة المرموقة مجلة "اتصالات الطبيعة".
وكان هدف الباحثين هو فهم آلية تكوين الميكروسومات. ولتحقيق هذه الغاية، قاموا بإنشاء نظام نموذجي يحاكي عملية تكوين الميكروسومات بمساعدة بناء نظام تجريبي متطور يجمع بين جهازي قياس متقدمين: الملقط البصري الذي يسمح بالتقاط ونقل الجزيئات المجهرية باستخدام شعاع الليزر والشفط المجهري. نظام يمكن استخدامه للتحكم في التوتر السطحي لفقاعات الغشاء. ابتكر الباحثون فقاعات غشائية من خلايا حية تنتج بروتينات ضرورية لتكوين الميكروسومات. يتم وضع هذا النظام بأكمله على المجهر، بحيث يمكن التنبؤ بجميع مراحل التجربة ومتابعتها بالتفصيل في الوقت الحقيقي. وقد مكن ذلك من إجراء دراسة متعمقة لعملية تكوين الميكروسومات، والتي كشفت أن العملية تتم على مرحلتين رئيسيتين وتتوسطها البروتينات.
ومن أجل إثبات صحة النموذج، فحص الباحثون ما إذا كانت العملية المكونة من خطوتين تحدث أيضًا في زراعة الخلايا. وبمساعدة تصوير الخلايا الحية والمراقبة الدقيقة لعملية تكوين الميكروسوم، تمكن الباحثون من إظهار أنه في هذا النظام أيضًا، يتم تشكيل الميكروسومات في عملية من خطوتين.
يوضح الدكتور سوركين: "لقد أنشأنا نظامًا نموذجيًا في مختبرنا يحاكي تكوين الميكروسومات. في الجزء الأول من التجربة قمنا بإنشاء فقاعات غشائية كبيرة سحبنا منها ألياف غشائية ذات توتر سطحي منخفض نسبيًا. ثم قمنا فجأة برفع التوتر السطحي للألياف، مما تسبب في تكوين بنية تشبه الميكروسوم على طول الألياف. ويمكن تشبيه ذلك بالأنبوب الذي يتدفق فيه الماء، مما يؤدي إلى تجميده فجأة بشكل كبير، مما يؤدي إلى حبس الماء داخل الأنبوب، مما يجبر الأنبوب على إجراء تغيير في الشكل، والذي يتجلى في التكوين من الفقاعات على طول الأنبوب، والتي تركز الماء في الداخل. الفقاعات هي في الواقع تشبيه للميكروسومات. وفي المرحلة الثانية يمكن ملاحظة أن البروتينات تهاجر إلى الفقاعات المتكونة وتثبت شكلها. وفي غياب هذه البروتينات، تنهار الفقاعات بسرعة ويعود الأنبوب إلى قطر موحد."
يتابع الدكتور سوركين: "على الرغم من أننا أظهرنا أن العملية المذكورة أعلاه تحدث في نظام نموذجي، إلا أننا أردنا أيضًا إثبات أن هذه الآلية ذات صلة بيولوجيًا وتحدث في الخلايا. ولتحقيق هذه الغاية، قمنا بتمييز غشاء الخلية بلون فلورسنتي معين والبروتينات بلون آخر، وتابعنا العملية بدقة وشاهدنا بالفعل الانقسام إلى مرحلتين: تكوين فقاعات صغيرة على طول ألياف الغشاء التي تنتفخ أولاً بدون بروتينات ، ومن ثم يتم تثبيت الفقاعة بواسطة البروتينات واستمرار نموها إلى ميكروسومات. وبدون إثراء البروتينات الموجودة على الميكروسوم، فإنه يتحلل بسرعة ولا يتم عمله المهم. ويساهم فك رموز الآلية في فهم أعمق للأمراض المختلفة، مثل السرطان، والتي تنتج نتيجة لعمليات الاتصال الضعيفة التي تحدث بين الخلايا، ويحمل في داخلها القدرة المستقبلية على تخطيط علاجات بيولوجية لهذه الأمراض وإنتاج موجهة نحو الهدف. أدوية بيولوجية تعتمد على الميكروسومات لتلبية الاحتياجات الطبية المختلفة."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
