اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم أن جزيئات كاملة من الحمض النووي الريبي المرسال يمكن أن تنتقل من خلية إلى أخرى باستخدام الأنابيب النانوية
عند الاختيار بين الصعود إلى الطائرة عبر جسر ("كم") وانتظار الحافلة - يبدو أن الخيار المفضل واضح. على الرغم من أنه انتقال سريع ومريح، إلا أن جسور الصعود دخلت حيز الاستخدام فقط في ستينيات القرن الماضي، ولم يحدث هذا في إسرائيل إلا في عام 60. كشفت سلسلة من الاكتشافات في السنوات القليلة الماضية أن الخلايا يمكنها أيضًا نقل الشحنات باستخدام "الأكمام" - وهي أنابيب صغيرة يتم إرسالها من غشاء الخلية وتتصل بغشاء الخلية المجاور. حصلت شبكة الأنابيب الغامضة على لقب "إنترنت الخلايا" في مجلة الطبيعة العلمية. وساهم العلماء في معهد وايزمان للعلوم مؤخرا في فك اللغز، وأظهروا أن الأنابيب يمكنها نقل معلومات وراثية قد تؤثر بشكل فوري على عمل الخلايا المجاورة.
لدى الخلايا طرق عديدة للتواصل مع بعضها البعض، وهذه قدرة أساسية لتطور وعمل الكائنات متعددة الخلايا. ويتعمق العديد من الباحثين حاليا في إحداها: إفراز فقاعات تحمل رسائل جزيئية، على غرار تلك "المكوكات" في المطار. وفي السنوات الأخيرة، تم اكتشاف أن الفقاعات قد تحتوي أيضًا على معلومات وراثية - أنواع مختلفة من جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA). على عكس المرحلات الجزيئية الأخرى، فإن مرور جزيئات الرنا المرسال لا يمكنه فقط نقل الإشارات إلى الخلايا الأخرى، بل يمكنه أيضًا تغييرها فعليًا، حيث أن هذه الجزيئات تنقل وصفة إنتاج البروتين من الحمض النووي إلى "الآلة الخلوية" لبناء البروتينات. ومع ذلك، فإن الشحنة الجينية المكتشفة في الفقاعات كانت تتكون عادةً من جزيئات صغيرة نسبيًا، مثل microRNA أو أجزاء من الحمض النووي الريبي المرسال، بدلاً من "الوصفة الكاملة" لإنتاج البروتين. وفي الدراسة الحالية، التي قادها باحث ما بعد الدكتوراه الدكتور جال تشيموفيتز من مختبر البروفيسور جيفري جيرست في قسم الوراثة الجزيئية، تم تحديد مرور جزيئات الحمض النووي الريبوزي الرسول الكاملة التي انتقلت إلى الخلايا المجاورة، ولكن ليس في "حافلات"، تم توثيقه لأول مرة لأنه في "الأكمام". نُشرت النتائج مؤخرًا في المجلة العلمية Proceedings of the American Academy of Sciences (PNAS).
ركزت جميع الأبحاث تقريبًا في هذا المجال على الأساليب البيوكيميائية وتسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA)، لكننا أردنا أن نرى بأعيننا التواصل بين الخلايا.
يقول الدكتور تشايموفيتز، الذي بدأ البحث في الولايات المتحدة، في مختبر البروفيسور روبرت سينجر من جامعة ألبرت: «في البداية، لم نكن نعرف شيئًا عن الأنابيب النانوية، لكننا كنا مهتمين بمرور الحمض النووي الريبوزي (RNA) بين الخلايا». كلية أينشتاين للطب في نيويورك "تقريبًا جميع الأبحاث في هذا المجال ركزت على الأساليب البيوكيميائية وتسلسل الحمض النووي الريبي (RNA)، لكننا أردنا أن نرى بأعيننا التواصل بين الخلايا، أي فحص مرور الجزيئات من خلال التصوير". ولتحقيق هذه الغاية، أنشأ الدكتور تشايموفيتز مزرعة مشتركة لنوعين من الخلايا: في النوع الأول، تم تحديد جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال التي لم تكن موجودة في النوع الثاني، باستخدام التهجين داخل المزرعة (FISH). "لم نكن نعرف ما يمكن توقعه، ولكن بالفعل في الثقافة الأولى، فوجئنا باكتشافنا خلال فترة زمنية قصيرة، حوالي نصف ساعة، تحولًا في جزيئات كاملة. لقد كان من الممكن فعليًا حساب عدد الجزيئات التي تمر عبرها، وهو أمر يصعب جدًا القيام به في تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) بسبب الكمية الضئيلة". تكررت النتائج في كل من زراعة خلايا الفأر مع خلايا الفأر، وفي زراعة خلايا الفأر مع الخلايا البشرية.
لكن كيف تحركت الجزيئات؟ يتذكر الدكتور شيموفيتز: "لقد فهمنا أن الأمر لا يتعلق بالتواصل من خلال الفقاعات، لأنه عندما أنشأنا فصلًا بين نوعي الخلايا في المزرعة، اكتشفنا أنه بدون اتصال مباشر لا يحدث نقل للجزيئات". "لقد بحثنا عن إجابات في الأدبيات لفهم ماهية الآلية، وتوصلنا إلى دراسات حول الأنابيب النانوية." وفي وقت لاحق، حدد الدكتور تشيموفيتز أيضًا موقع الأنابيب في التصوير. وللتأكد من أن عينيه لا تخدعانه، استخدم مادة تمنع تكوين الأنابيب، ورأى أن مرور الجزيئات يتوقف وفقًا لذلك.
إن اكتشاف شبكة الخيوط الخفية يثير اهتمام المجتمع العلمي، لأنه يغير بشكل كبير المفهوم المقبول فيما يتعلق بجوهر الخلية، ومدى انفصالها عن الخلايا الأخرى. حتى أن بعض العلماء سارعوا إلى الادعاء بأن هذه ظاهرة تحدث فقط في ظروف المختبر. ومع ذلك، منذ ذلك الحين تم اكتشاف دليل على ذلك أيضًا في جسم حي. يقول البروفيسور غيرست: "الأسئلة الكبيرة الآن هي: هل يحدث نقل الحمض النووي الريبي المرسال في الجسم أيضًا، وإذا كان الأمر كذلك، إلى أي مدى ولأي استخدامات؟" "من الممكن افتراض أن مثل هذه الآلية يمكن استخدامها في عملية التطوير، على سبيل المثال للتنسيق بين الخلايا في عملية التمايز. ومن المعروف أيضًا أن الخلايا السرطانية يمكنها "تجنيد" الخلايا السليمة لدعمها، ومن الممكن أن تؤثر عليها من خلال هذه الآلية". قد يؤدي استمرار البحث أيضًا إلى فتح الباب أمام أساليب علاجية جديدة يتم فيها استخدام نقل المعلومات الوراثية عبر الخلايا المهاجرة في الجسم لأغراض الشفاء.
يتكون جزيء الحمض النووي الريبي المرسال بأكمله من متوسط 1,000 قاعدة نيتروجينية، مقارنة بحوالي 20 قاعدة نيتروجينية في جزيء microRNA.
#أرقام_علمية
תגובה אחת
تعليق مبدئي على جملة "مرور جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال لا يمكنه نقل الإشارات إلى الخلايا الأخرى فحسب، بل يمكنه أيضًا تغييرها عمليًا":
إن استقبال الإشارات من قبل كائن حي يغيرها بالفعل.
بعد قراءة المقال أو حتى هذا التعليق - لن تكون كما كنت من قبل.
وفي الوقت نفسه - فإن استقبال الإشارات من قبل الكائن الحي ليس عملاً أحادي الجانب يمليه مرسل الإشارات أو متلقي الإشارات - بل هو عملية تفاعلية. وهذا يعني أنه يمكنك رفض الفكرة و/أو نسيانها وبالتالي البقاء كما كنت من قبل.
ماذا اخترت؟