تحتوي أدمغة سمك الزرد على بضع عشرات فقط من الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين (مقارنة بمئات الآلاف من الخلايا في الدماغ البشري)، مما يجعل من الممكن دراسة العمليات التي تحدث في الخلايا الفردية
كيف تعرف خلايا الدماغ الجنينية ما تريد - أو تحتاج - أن تكون عندما تكبر؟ العلماء الذين يسعون إلى فهم كيفية تطور كتلة لا شكل لها من الخلايا الجنينية وتصبح بنية معقدة ومتقنة تسمى "الدماغ البشري"، يقفون أمام "الصندوق الأسود": تطور الدماغ الجنيني مخفي عن الأنظار، مخفي، من بين أمور أخرى. أشياء خلف جمجمة الجنين ورحم أمه. ولذلك يلجأ الباحثون إلى هذه العمليات ويتعرفون عليها باستخدام كائنات أخرى. يقول الدكتور جيل ليبكويتز من قسم بيولوجيا الخلايا الجزيئية في معهد وايزمان للعلوم: "إن سمك الزرد نموذج ممتاز". "هذا حيوان فقاري - مثلنا،
البشر. ومع ذلك، يتطور جنين سمكة الزرد في بيضة شفافة، خارج جسم الأم، بحيث يمكن ملاحظة خلايا الدماغ من خلال المجهر أثناء تشكلها." يبحث الدكتور ليبكوفيتش في كيفية تكوين الدماغ، وكيفية تشكيل أجزائه، وكيف تكتسب الخلايا العصبية المختلفة هويتها بمساعدة الأساليب الجينية التي تسمح له بالتدخل في العمليات الجزيئية التي تحدث في الخلايا الجنينية. ويقوم "مصنع" بيض الأسماك في مختبره بإنتاج مجموعة متنوعة من الأسماك الطافرة، يقوم من خلالها بفحص وتحديد الجينات والجزيئات التي تلعب أدواراً مركزية في عمليات نمو الدماغ. بالإضافة إلى ذلك، تسمح طرق وضع العلامات على الخلايا والبروتينات للعلماء بتتبع نمو الدماغ في الوقت الفعلي باستخدام المجهر الفلوري. "نقوم بالمراقبة في خمسة أبعاد: الطول، العرض، العمق، البعد الزمني، وبعد خامس يشير إلى أنواع مختلفة من الخلايا والمناطق التي تتطور فيها - والتي نميزها بألوان مختلفة باستخدام بروتينات الفلورسنت التي يتم إدخالها في الجينوم باستخدام الأساليب الجينية"، يقول الدكتور ليبكوفيتش.
تركز أبحاث الدكتور ليبكوفيتش على التطور الجنيني (التمايز) للخلايا العصبية في الدماغ التي تنتج أنواعًا مختلفة من الناقلات العصبية. وفي دراسة نشرت مؤخرا في المجلة العلمية Development، ركز الدكتور ليبكوفيتش وأعضاء مجموعته على الخلايا التي تنتج الدوبامين - وهو ناقل عصبي يلعب دورا هاما في آليات الشعور بالرضا (وبالتالي فهو متورط أيضا في الإدمان). وفي النشاط الحركي والعاطفي. النشاط غير الطبيعي للجهاز المسؤول عن إنتاج واستخدام الدوبامين يمكن أن يسبب أمراض مثل مرض باركنسون والفصام. تحتوي أدمغة سمك الزرد على بضع عشرات فقط من الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين (مقارنة بمئات الآلاف من الخلايا في الدماغ البشري)، مما يجعل من الممكن دراسة العمليات التي تحدث في الخلايا الفردية التي تؤدي مهام محددة. يحاول الدكتور ليبكوفيتش فهم ما الذي يحدد عدد الخلايا المنتجة للدوبامين. لقد حصل على أول دليل للإجابة في بحث ما بعد الدكتوراه. ثم اكتشف أن تلف جين معين يسمى الفزل يقلل من عدد الخلايا التي تفرز الدوبامين في دماغ السمكة.
وفي الدراسة الحالية، التي شارك فيها الطالبان البحثيان نيفا راسك بلوم وآموس جوتنيك، إلى جانب الدكتورة هيليت نافيل روزين والدكتورة جين لاكمان، بالإضافة إلى باحثين من كلية كينجز لندن وجامعة يوتا، قام العلماء بمسح سلسلة من الجينات التي تشارك في تصميم الهياكل المختلفة في الدماغ، والتحقق مما إذا كانت تؤثر على عدد الخلايا المنتجة للدوبامين. وهكذا اكتشفوا أن تثبيط نشاط بروتين يسمى Wnt، المعروف بتورطه في عمليات النمو الطبيعية وفي تطور الأورام السرطانية، يزيد من عدد الخلايا المنتجة للدوبامين. كما وجد أن Wnt يشرف على نشاط العامل المعروف Fezl. يقول الدكتور ليبكويتز: "لذلك نحن نعرف حاليًا عاملين، أحدهما يزيد عدد الخلايا والآخر يقللها، والتوازن بينهما هو الذي يحدد العدد الدقيق للخلايا". "ومع ذلك، ما زلنا لا نفهم الآلية بشكل كامل، واعتبارًا من اليوم، نحن نبحث عن جزيئات وجينات إضافية تشارك في هذه العملية."
وتمكن العلماء أيضًا من تحديد الموقع الدقيق في المنطقة الجنينية التي تحتوي على الخلايا الجذعية العصبية التي تتكون وتتطور منها الخلايا المنتجة للدوبامين. وتبين أن العدد الدقيق لهذه الخلايا يتم تحديده في مرحلة جنينية أبكر بكثير مما كان يُعتقد حتى الآن. تعتمد الأبحاث التي تهدف إلى تطوير طرق مستقبلية لعلاج الأمراض التنكسية العصبية، مثل مرض باركنسون، على محاولات زرع خلايا جذعية عصبية جديدة في أدمغة المرضى. ولذلك يرى الدكتور ليبكوفيتش أن فهم الآليات الجنينية التي تتحكم في تكوين الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين قد يساعد في علاج الأشخاص الذين يعانون من هذا النوع من تنكس الخلايا العصبية، مثل المرضى الذين يعانون من مرض باركنسون.
باختصار: السؤال: ما الذي يحدد عدد الخلايا المنتجة للدوبامين في الدماغ أثناء التطور الجنيني؟
النتائج: تم تحديد المكان الدقيق الذي تتكون فيه الخلايا المنتجة للدوبامين، وقد اكتشف أن تثبيط نشاط بروتين معين يزيد من عددها.
تعليقات 10
سمو مايكل 🙂
جعلني أضحك بصوت عال
الحمار الوحشي:
ربما لم تلاحظ التلاعب بالكلمات التي كنت أشير إليها - الحزن < => الفرح
الحمار الوحشي:
لا أعتقد أنه من غير القانوني التعامل مع النكتة على أنها مزحة
إلى مايكل:
خلايا الدوبامين في الدماغ هي المسؤولة عن العديد من الأنظمة المختلفة، بما في ذلك نظام المكافأة، الذي يرتبط بالفرح. إذا كان الأمر كذلك، فإن دورهم يمتد إلى أنظمة معظمها لا علاقة له بالفرح، فيبدو لي أن الاقتراح غير ضروري...
طازج:
وهذا ليس بعدا جديدا تم اكتشافه.
يتعلق الأمر بالطرق المختلفة التي يتم بها علاج الخلايا.
في الواقع، ما يشار إليه هنا باسم "البعد الخامس" ليس في الواقع بعدًا.
من ناحية، نحن نتحدث عن المساحات (وهي تعبير عن الأبعاد الطبيعية الثلاثة للمكان) ومن ناحية أخرى، نتحدث عن نوع الخلية التي تجعل من الممكن فرز الخلايا إلى مجموعات من الخلايا المتشابهة .
وهذا "البعد" ضروري لسببين.
أحد الأسباب هو أن الخلايا ذات نوع معين من الاهتمام (مثل الخلايا المنتجة للدوبامين) يمكن أن تكون في مناطق مختلفة من الدماغ وبما أن كل خلية لا تتم دراستها بشكل فردي ولكن أنواع الخلايا التي تقرر دراستها، فإن تصنيف الخلايا تقسيم الخلايا إلى مجموعات يبسط المناقشة ويسمح بفحصها بالحل المناسب.
السبب الثاني هو أن أدمغة الأفراد المختلفين ليست نسخًا طبق الأصل تمامًا، لذا فإن تحديد الإحداثيات المكانية للخلية قد يحدد خلايا مختلفة في أدمغة مختلفة. وبما أن الأدمغة الطبيعية تميل إلى الانقسام إلى مناطق بطريقة مماثلة، فمن الممكن مقارنة المناطق المختلفة في أدمغة مختلفة.
يمكنكم الحصول على تفاصيل حول "البعد الخامس" الذي اكتشفه البروفيسور...
يبدو لي أن الخلايا العصبية التي تفرز الدوبامين من الأفضل أن تسمى خلايا الفرح
نقطة:
هذا ممكن، لكننا لن نتمكن من فهمه على أية حال، بأدمغتنا الصغيرة، فلماذا؟
الأمر ليس بهذه الأهمية.. فاكتشفوا بروتينًا يضبط كمية الخلايا العصبية عند الولادة.. ليس بالأمر الكبير..
سيكون من المثير للاهتمام خلق شخص بدماغ ضخم وكمية هائلة من الخلايا العصبية.