ويظهر البحث كيفية عمل نظام إشارات روبو وتأثيره على عمليات النمو في الدماغ، وكذلك خارج الجهاز العصبي المركزي، وسيساعد في تطوير أدوية جديدة لعلاج السرطان وأمراض الكلى المزمنة والضمور البقعي.
أثناء نمو الدماغ، يجب أن تجد مليارات الخلايا العصبية (الخلايا العصبية) مكانها الدقيق من أجل تعزيز إنشاء تريليونات من الروابط الصحيحة بين الخلايا العصبية، مما يسمح لنا بالاستمتاع بالوظائف الحركية والإدراكية والعاطفية الطبيعية.
ولتحقيق هذا المستوى العالي من الدقة، تعبر الخلايا العصبية عن مستقبلات بروتينية خاصة تستشعر البيئة وتكون بمثابة "ملاحين" يوجهون الخلايا العصبية والعمليات الطويلة التي تخرج منها على طول المسارات الصحيحة مع تجنب الدخول إلى المناطق المحظورة.
في دراسة جديدة نشرت في المجلة العلمية Cell، أفاد باحثون من جامعة بار إيلان، إلى جانب العديد من الزملاء والمتعاونين، عن اكتشاف آلية جزيئية حساسة تمنح المستقبل العصبي "روبو" القدرة على الاستجابة للإشارات في بيئته. بشكل محدد.
أحد أهم أنظمة الإشارات في عمليات الملاحة العصبية يشمل مستقبل "Robo" الذي يتم عرضه على سطح الخلايا المبحرة والبروتين خارج الخلية "Slit" الذي يرتبط بـ "Robo" وينشطه. تؤدي العيوب الجينية في أحد هذين البروتينين إلى أضرار جسيمة في بنية ووظيفة الدماغ. على سبيل المثال، يؤدي النقص في "روبو" أو "سلت" إلى إضعاف قدرة الدماغ على تكوين اتصالات مناسبة خارج منطقة الدماغ التي تسمى "الجسم الثفني". ومن خلال هذه المنطقة تعبر امتدادات الخلايا العصبية من نصف الدماغ (نصف الكرة الأرضية) مسار الامتدادات التي تخرج من النصف الآخر في طريقها لتعصب الأعضاء الموجودة في الجانب المقابل من الجسم، وهي ميزة مهمة جدًا في الحيوان علم وظائف الأعضاء.
"النشاط غير المنضبط لـ Robo وSlit يساهم في تكوين وتطور عدد من الأمراض المزمنة والتنموية مثل الضمور البقعي، واستنزاف العظام، وأمراض الكلى المزمنة"، يوضح البروفيسور جوردان أوبتوفسكي، محرر الدراسة ورئيس قسم مختبر البيولوجيا البنيوية في كلية علوم الحياة "س. مينا وأورد غودمان في جامعة بار إيلان.
هناك أيضًا اهتمام خاص بتورط Robo وSlit في الإصابة بالسرطان. عادة، تتلقى الخلايا في أجسامنا إشارات من بيئتها التي توجهها إلى النمو والانقسام والتمايز والهجرة وفي نهاية المطاف موت الخلايا المبرمج. يتم استقبال هذه الإشارات من خلال مستقبلات معروضة على سطح الخلايا تقوم بنقل المعلومات المطلوبة إلى داخل الخلية. في السرطان، يتم "استعباد" بعض هذه المستقبلات للسماح بظهور وإنشاء الأورام وإرسال وتأسيس النقائل.
في الطب الشخصي، استنادًا إلى تحليل الملف الجيني للورم السرطاني، يتم استخدام الأدوية التي تمنع نشاط تلك المستقبلات المتمردة، وبالتالي تمنع استمرار تكاثر الخلايا السرطانية. يوضح البروفيسور أوبتوفسكي: "يظهر Robo وSlit بشكل لا يمكن السيطرة عليه في السرطان، وقد اعتبر الباحثون لبعض الوقت هذه البروتينات أهدافًا جذابة في علاج الحالات غير القابلة للشفاء من سرطان البنكرياس والجلد والثدي". "المشكلة هي أنه لا توجد حاليًا أدوية تهدف إلى الإضرار بنشاط Robo وSlit، وافترضنا أن السبب في ذلك هو الافتقار إلى الفهم الهيكلي فيما يتعلق بآلية التنشيط والإشارات في Robo. توفر اكتشافاتنا، لأول مرة، المعرفة اللازمة لتصميم أدوية فعالة تهدف إلى التحكم في نشاط روبو لدى المرضى، وبالتالي توسيع نطاق العلاجات الممكنة في مكافحة السرطان.
يمكنك أن ترى في Slit وRobo مستوى عاليًا جدًا من الحفاظ التطوري، ويمكنك العثور على هذا الزوج من البروتينات في جميع الكائنات الحية تقريبًا التي تشمل الجهاز العصبي، بدءًا من الديدان الشعرية (الديدان الخيطية) التي يبلغ طولها مليمترًا واحدًا للإنسان، والتي يدل على أهميتها الكبيرة لعمل الجهاز العصبي. وباستخدام علم البلورات بالأشعة السينية، تمكن البروفيسور أوبتوفسكي وطالب الدكتوراه روت باراك وشركاؤهم من فك البنية المكانية لمستقبل روبو على مستوى الفصل الذري. يقول البروفيسور أوبتوفسكي: "استغرق العمل البلوري وفك رموز البنية حوالي ست سنوات، لكن هذه كانت فقط المرحلة الأولى من العمل البحثي". "لقد أظهرت لنا الهياكل الذرية بوضوح تام كيف يتصل اثنان من مستقبلات روبو معًا لتكوين ديمر نشط، وكيف يتم حظر نقاط الاتصال التي تشارك في عملية dimerization في المستقبلات غير النشطة." شكلت الاكتشافات الهيكلية الأساس لسلسلة من العمليات البيوكيميائية والكيميائية الإضافية. التجارب التطويرية التي أجرتها مديرة المختبر الدكتورة فاليا غاز حداد وطالبة الدكتوراه غاليت يوم طوف.
منذ الاكتشافات قبل حوالي عقدين من الزمن، تم إحراز تقدم كبير في فهم الأدوار البيولوجية لكل من Slit وRobo والعمليات التنموية المسؤولة عنها في الدماغ، وكذلك خارج الجهاز العصبي المركزي. ومع ذلك، لا يزال من غير المعروف كيف يقوم Slit بتنشيط Robo وكيف يحافظ الأخير على نفسه في حالة غير نشطة في غياب Slit.
بالاعتماد على المعرفة الهيكلية الجديدة، طورت مجموعة أبحاث البروفيسور أوبتوفسكي اختبارًا كيميائيًا حيويًا جديدًا تابعوا من خلاله عملية تصغير حجم الروبوت في زراعة الخلايا. وبهذه الطريقة، دعموا النموذج الهيكلي الذي بموجبه يتحكم Robo في تنشيطه من خلال آلية التثبيط الذاتي التي تمنع dimerization في غياب الشق، وأظهروا أن نفس الآلية موجودة أيضًا في العديد من المستقبلات الشبيهة بالروبو. وفي الخطوة التالية، ركزت المجموعة البحثية على دراسة الآلية الجديدة في نظام الكائن الحي، كما أوضح البروفيسور أوبتوفسكي: "لقد اتخذنا منهجًا بحثيًا ضيقًا واتبعنا استطالة نوع واحد من الخلايا العصبية. أثناء التطور، تم تكرار الجينات المشفرة لـ Slit وRobo عدة مرات، بحيث يوجد في الفئران والبشر أربعة بروتينات Robo وثلاثة بروتينات Slit، ولكل منها جوانب فريدة ولكن أيضًا بعض التداخل الوظيفي. لقد كان واضحاً لنا أننا إذا قمنا بالتجارب المخطط لها، حيث نقوم بإجراء تغييرات جينية مستهدفة، في حيوان نموذجي لديه عدد كبير من مستقبلات الروبوت، فإنه سيكون من الصعب تمييز الاختلافات في النشاط البيولوجي بسبب التأثير التعويضي عن الآخر. المستقبلات. ولحسن الحظ بالنسبة لنا، في الدودة الشعرية الصغيرة C. elegans، تم الحفاظ على جين واحد فقط لـ Robo وجين واحد لـ Slit، مما يبسط إلى حد ما التجارب بالإضافة إلى تحليل النتائج. وهكذا، بمساعدة البروفيسور سيفان كورنبليت هانيس، أيضًا من كلية علوم الحياة في جامعة بار إيلان، وخبير في علم الوراثة وتطور C. elegans، تم إجراء سلسلة من تجارب استهداف المحاور العصبية التي أكدت البنية الهيكلية. النموذج والنتائج البيوكيميائية
تعليقات 4
مما لا شك فيه أن المقال رائع والدكتور علي عمرو كاردينيز من عيادة AEK يعتقد ذلك أيضًا، والذي يفكر تمامًا مثل الفريق الإسرائيلي في التطوير، أحسنت
أبي
إذا كان كل شيء مخططًا له، فلماذا هناك الكثير من الأخطاء؟ لماذا ينكسر بسهولة؟ لماذا هو حساس لجميع أنواع المواد الكيميائية، حتى بكميات ضئيلة؟
هل هذه هي أفضل خطة ممكنة؟ أم أن المخطط كان يكسب رزقه للأطباء ومصنعي الأدوية؟
لقد قمت بتحميله هنا ولكنه لا يجعل ما كتبته صحيحًا حتى في النسبة المئوية.
مع كل احترامي لأمنون اسحق وأمثاله، فهم ليسوا مصدرا علميا موثوقا.
مقتبس من المقال الرائع:
أثناء نمو الدماغ، يجب أن تجد مليارات الخلايا العصبية (الخلايا العصبية) مكانها الدقيق من أجل تعزيز تكوين تريليونات من الوصلات العصبية الصحيحة
نهاية الاقتباس
فصحيح أننا لسنا بحاجة إلى شخص مسؤول وحكيم ليخطط لمثل هذا الشيء (ولا نهاية لمثل هذه الأشياء في الخليقة)
يكفي أن يحدث انفجار عرضي، من ماذا؟ لا يهم، دعونا لا نكون تافهين...
وبعد ذلك ستمر سنوات عديدة، كثيرة حقًا، وستحدث جميع أنواع الأشياء فائقة الذكاء نتيجة لذلك...
وإذا لم تكن السنوات كافية، فلا توجد مشكلة، خذ مليار سنة أخرى أو مليارين، في النهاية سيحدث، كما قال المزارع العجوز: "ما لا يفعله العقل، سيفعله الزمن..."
لكن يمكنك أن تثق في أن آفي بيليزوفسكي لن يدلي بمثل هذا التعليق...