اكتشف علماء معهد وايزمان كيف تؤثر الأوتار على شكل العظام أثناء التطور الجنيني
"إن هيكلنا العظمي بعظامه ومفاصله والعضلات التي تربط بينها، يخدمنا في حياتنا اليومية بطريقة جيدة وسلسة لدرجة أننا لا نلاحظ أنه في الواقع نظام غير عادي ومعقد ومتكيف، يقول الدكتور إليزار سيلتزر من قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان للعلوم. "لقد تمكنت الدراسات السابقة بالفعل من الكشف عن الآليات المسؤولة عن تطور ونمو كل مكون من مكوناته، لكن العلاقات المتبادلة الفريدة بين العظام والعضلات والأوتار، والتي تدفع تنظيم هذا النظام، ليست مفهومة بالكامل".
سعى الدكتور سيلتزر، مع الطالبة الباحثة اينات بليتز وفني المختبر سيرجي فيوكوف وزملاء آخرين، إلى الكشف عن الآليات الجزيئية التي تنظم تكوين هياكل خاصة تشبه النتوءات على سطح العظم. تعتبر هذه النتوءات بمثابة نقاط تثبيت ثابتة للأوتار - التي تربط العضلات بالعظام - والتي تسمح للهيكل العظمي بالتعامل مع الضغط الميكانيكي القوي الذي تمارسه العضلات عليه.
واستخدم العلماء الهياكل العظمية لأجنة الفئران لدراسة تكوين نتوء معين من هذا النوع متصل بالعضلة الدالية (الحدبة الدالية) التي تقع على عظم العضد. واكتشفوا أن تطوره لا يتم التحكم فيه عن طريق العظم الذي يتكون فيه، بل عن طريق الأوتار والعضلات، وذلك في عملية من خطوتين: التفاعلات بين الوتر والعضلة تجعل خلايا الوتر تنتج بروتينًا معينًا يسمى "" التصلب"، الذي يتحكم في تكوين بروتين آخر - BMP4. يحفز هذا البروتين الخطوات الأولى في تكوين الانتفاخ ويشرف عليها. ولإثبات ذلك، قام العلماء بمنع إنتاج BMP4 في خلايا الوتر، وأظهروا أن هذا يمنع تكوين الانتفاخ. وفي المرحلة الثانية يؤثر النشاط العضلي بشكل مباشر على استمرار تكوين بنية الانتفاخ وشكله النهائي.
تظهر هذه النتائج أن الأوتار ضرورية لتحفيز عملية تكوين الهياكل الثانوية ("الهياكل المساعدة") التي تبرز من سطح العظم. الدكتور سيلتزر: "تزودنا هذه النتائج بوجهة نظر جديدة حول التحكم في عمليات تكوين الهيكل العظمي من خلال أنظمة العظام والعضلات، وتسلط الضوء على الآليات الفريدة التي تكمن وراء تنظيم هذه الأنظمة".
