الإفراز الخلوي

اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم: الآلية الأساسية المسؤولة عن عمليات عمل أعضاء الإخراج المختلفة

مثل الأنابيب تحت الأرض التي تشكل البنية التحتية لكل مدينة حديثة، كذلك في قاعدة الجسم الحي يمكنك العثور على شبكات متفرعة من الأنابيب: الأوعية الدموية، والجهاز الهضمي، والجهاز التنفسي، والمزيد. يعد النقل الفعال لجميع هذه المواد بين أعضاء وأنسجة الجسم أمرًا ضروريًا، سواء من أجل الصيانة المستمرة للأنابيب نفسها، أو من أجل الأداء السليم للجسم. وتحمل هذه الأنظمة جميع المواد اللازمة لعمل خلايا الجسم: الهرمونات، والأملاح، والمواد المغذية، والأكسجين. وفي الوقت نفسه، تلعب أجهزة الإخراج الأنبوبية دورًا لا يقل أهمية: فهي تزيل النفايات من الجسم. تتشكل أعضاء الإخراج الأنبوبية على شكل إطار به ثقب في المنتصف - أنبوب الإخراج. يتكون جدار الأنبوب من خلايا خاصة (الخلايا الحاملة) حيث تتكون المواد المعدة للإفراز. ولكي يتم إفرازها، يجب - في الخطوة الأولى - أن تصل هذه المواد إلى جانب الخلية المواجه لتجويف القناة الإخراجية. تكون بعض البروتينات مسؤولة عن هذه العملية، حيث تقوم بتوجيه المواد المعدة للإفراز إلى الجانب المناسب من الخلية. إلا أن تفاصيل آلية عمل هذه الخلايا لم تكن معروفة حتى الآن، والدليل المحتمل على طريقة عمل هذه الخلايا يأتي من حقيقة أن أحد جانبيها - المواجه للتجويف الأنبوبي - غني بألياف بروتين يسمى الأكتين، وهو جزء مهم من الهيكل العظمي الخلوي. ومع ذلك، فإن التنظيم الكثيف لألياف الأكتين في الأعضاء الأنبوبية فريد من نوعه وغير مفهوم جيدًا: كيف تتشكل هذه الألياف؟ كيف ولماذا تقع على جانب واحد من الخلية؟ وما هو دورهم؟ دراسة جديدة أجراها البروفيسور بن تسيون شيلا، طالب البحث (في ذلك الوقت) الدكتورة رادا مسرافا، والدكتور إيال شيشتر، من قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان للعلوم، تقدم إجابات على هذه الأسئلة لأول مرة وقت. وفي سلسلة من التجارب التي أجريت على أجنة ذبابة الفاكهة (Drosophila) البحثية، اكتشف العلماء البروتين المسؤول عن تكوين ألياف الأكتين في أعضاء الإخراج الأنبوبية. عندما تضرر الجين المسؤول عن إنتاج هذا البروتين، المسمى Dia، شوهدت بالفعل ألياف الأكتين تنمو في مناطق مختلفة من الخلية، ولكن لم يتم العثور على الألياف النموذجية على جانب الخلية المواجه للتجويف الأنبوبي. هل من الممكن أن يكون البروتين Dia هو المسؤول عن نمو ألياف الأكتين في هذا الجانب من الخلية؟ وأظهرت تجارب إضافية أنه لكي يقوم بروتين Dia بدوره، يجب تنشيطه بواسطة بروتينات إضافية. يتم دمج أحد تلك البروتينات المنشطة في غشاء الخلية المواجه لتجويف الأنبوب، مما يضمن تكوين الألياف على الجانب المطلوب.
ما وظيفة هذه الألياف الأكتينية؟ اكتشف العلماء أنه في الخلايا التي لم تتشكل فيها ألياف الأكتين، تم منع إفراز المواد المختلفة في تجويف العضو الإخراجي. أي أن الألياف "تحدد" مسار مرور المواد المفرزة إلى الوجهة - القناة الإفرازية. وهناك بروتين آخر تم اكتشافه في هذه الدراسات يسمى الميوسين V، وهو يقوم بتحريك المواد المعدة للإفراز على طول ألياف الأكتين، حتى فتح قناة الإفراز.
البروفيسور شيلا: "آلية الإخراج التي اكتشفناها في البحث تعمل ذبابة الدروسوفيلا في أعضاء الإخراج المختلفة، بغض النظر عن نوع العضو أو حجمه. وفي الدراسات التالية، سنحاول التحقق مما إذا كان يعمل أيضًا في الثدييات، بما في ذلك البشر. نأمل أن تساعد الأفكار التي اكتسبناها في هذه الدراسات في فهم آليات الإفراز بشكل أفضل، مما قد يحسن قدرة الأطباء على التعامل مع المشكلات الطبية الناجمة عن أوجه القصور في عمليات الإفراز.