اليكس دورون
نموذج البحث - ذبابة الفاكهة ("ذبابة الفاكهة في الأبحاث في معهد أبحاث وايزمان"). جينات مثل البشر * مركبة نقل واسمها "النوع"
إن عملية تمايز خلايا الجنين المعقدة للغاية - بدءًا من الخلية المتكونة من اتحاد الحيوان المنوي والبويضة، مرورًا بمراحل الانقسام والتكاثر حتى تتكون الأعضاء المختلفة وتطورها - تنتج من نشاط المصفوفة الجينية في الخلية، ويشارك فيها العديد من البروتينات.
ليست كل الجينات نشطة على قدم المساواة. ومن بينهم أولئك الذين يكونون خاملين وغير نشطين في مرحلة معينة من العملية - والذين يستيقظون لاحقًا. كان السؤال الذي أثار قلق العديد من العلماء هو: من وما الذي يحدد الجينات التي ستبدأ في التعبير، ومتى - وبالتالي ستتسبب في تكوين بروتين معين سيبدأ في العمل؟
وقد كشفت الدراسات أنها عبارة عن سلسلة من الإشارات التي تتلقاها الخلية "من العالم الخارجي": جزيء هرمون، وهو بروتين تفرزه خلايا أخرى. يرتبط جزيء البروتين بمستقبل فريد في غشاء خلية المستقبل. ويطلق هذا الاتصال سلسلة من التفاعلات البيوكيميائية، حيث يتم تمرير رسائل الاتصال بين جزيء الهرمون ومن جزيء إلى جزيء داخل الخلية - حتى تقوم الحلقة الأخيرة في السلسلة بإيصال رسالتها إلى المادة الوراثية في نواة الخلية، لهذا الغرض لتنشيط الجين. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل البروتين، الذي يغير بنية ووظيفة الخلية.
في هذه العملية، كما ذكرنا، يتم إنشاء مجموعات مختلفة من الخلايا من خلية واحدة: من مجموعة واحدة - تتطور العضلات. ومن آخر - الخلايا العصبية. ومن الثالث - خلايا الدم، وهكذا. ومع ذلك، فقد تبين أن عملية الاتصال البيوكيميائي وداخل الخلايا هذه تبدأ من تلقاء نفسها نتيجة لعملية معقدة تبدأ خارج الخلية وتؤثر على ارتباط وقوة جزيء الرسالة، أي الهرمون أو البروتين.
تناولت مجموعتان بحثيتان من قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان هذه القضايا. أحدهما ترأسه الدكتور نعمة بركاي والآخر برئاسة البروفيسور بن تسيون شيلا، مع علماء من مانشستر، إنجلترا. النتيجة: نموذج رياضي للتنبؤ الدقيق للعملية.
وكشفت أبحاثهم أن بروتينات الاتصال التي تفرزها الخلايا المختلفة منتشرة في الفضاء بين الخلايا، وفقا لنمط ثابت من التشتت المكاني. إن معدل تركيز البروتينات في مناطق الجنين المختلفة - وقربها من بعض مستقبلات الخلية المستهدفة - يؤثر على الارتباط وقوته. يؤدي هذا إلى بدء العملية وتحديد اتجاه تمايز الخلايا "الخام". أي: إذا تم في عضلة أو عظم أو عصب أو خلية دم.
واتضح أن بروتينات الاتصال المنتشرة في الفضاء المذكور أعلاه لا تغير موضعها من تلقاء نفسها. إنهم بحاجة إلى "مركبة نقل" - وهذا هو البروتين الحامل المسمى "SOG" (SOG)، والذي تم اكتشافه
في هذا العمل.
ولاحظ الباحثون أن "النوع" هو عامل مركزي وعالمي وحاضر في أنظمة أخرى لتوزيع بروتينات الاتصال، التي تتم في الفراغات بين الخلايا، عندما تتواصل الخلايا مع بعضها البعض (نقل الرسائل، من خلية ناقلة) إلى الخلية المستقبلة).
يتنبأ النموذج المبني بدرجة حيوية SOG ومدى أهميتها للنظام، من أجل العمل بشكل موثوق وآمن في "بيئة صاخبة"، من الناحية البيولوجية. عندما يحدث التمايز، تحدث عمليات بيولوجية أخرى في "البيئة الخلوية": التغيرات الجينية (الطفرات)، والتغيرات في درجات الحرارة وغيرها.
بالمناسبة: تم إجراء البحث باستخدام ذبابة الفاكهة - ذبابة الفاكهة (المعروفة اليوم باسم "دروسوفيلا البحثية"). إن الجينات والبروتينات المسؤولة عن بناء المراحل المختلفة في مسار التواصل الكيميائي لدى الذباب تشبه نظيراتها في الحيوانات المتقدمة، بما في ذلك البشر. مما يدل على أن مبادئ التمايز في الخلايا الجنينية أساسية في الطبيعة كلها.
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~393698708~~~48&SiteName=hayadan
