في معهد وايزمان تمكنوا من شرح ما حدث في تجربة أجريت قبل 80 عامًا على جنين السلمندر والتي أرست أسس البحث في مجال التطور الجنيني
منذ حوالي 80 عامًا، أجرى العالم الألماني هانز شافمان تجربة أرست أسس البحث في مجال التطور الجنيني. قام بتهجين جنين سلمندر، ولاحظ أن نصف الجنين الذي يحتوي على الجانب البطني (البطني) يتحلل، في حين يتمكن نصف الجنين الذي يحتوي على الجانب الظهري (الظهري) من إكمال النصف المفقود، فيتكون جنينًا يكون أصغر من المعتاد، لكنه يحتوي على جميع المكونات الأساسية، بنسبة كمية صحيحة. وفي تجربة متابعة، أخذ عدة خلايا من النصف الظهري للجنين (الجانب الخلفي) وزرعها في الجانب البطني (جانب البطن). ولدهشته، أدى ذلك إلى تطوير جنينين توأم سياميين، صغيرين ولكن مثاليين، ويحتويان على جميع العناصر الأساسية بنسبة كمية صحيحة. لهذا العمل، فاز شافمان بجائزة نوبل في الطب وعلم وظائف الأعضاء لعام 1935. ولكن كيف يحدث هذا؟ كيف يمكن لنصف الجنين أن يكتمل ويتحلل النصف الآخر؟ وكيف يحافظ على الحجم النسبي الصحيح بين أعضائه؟
وقد أظهرت الدراسات المختلفة التي أجريت في الماضي أن عمليات تمايز وتطور الأعضاء المختلفة في الجنين ترتبط بمجموعة من المواد تسمى المورفوجينات. وتتكون هذه المواد في مكان معين في الجنين، وتنتشر على طوله بتركيزات متفاوتة، حيث يحدد تركيز المورفوجين هوية وطبيعة الأجزاء المختلفة من الجنين. وأدرك العلماء أن الخلايا الجنينية المعرضة لتركيزات متفاوتة من المورفوجينات تتطور إلى الأنسجة والأعضاء الضرورية. ولكن كيف يتم توزيع المورفوجينات في جميع أنحاء الجنين، للحفاظ على الحجم النسبي الصحيح بين الأنسجة النامية؟ ظلت هذه الأسئلة دون إجابة لعقود من الزمن، حتى وقت قريب - بعد حوالي 80 عامًا من تجربة شيفمان الكلاسيكية والمبتكرة - تم حلها في دراسة أجراها البروفيسور نعمة بركاي والبروفيسور بيني شيلو وطالب البحث داني بن تسفي من قسم الجزيئيات علم الوراثة في معهد وايزمان للعلوم، بالتعاون مع البروفيسور أبراهام فينسود من كلية الطب في الجامعة العبرية و"هداسا" في القدس.
بدأ البحث الحالي عندما استخدمت البروفيسورة نعمة بركاي من معهد وايزمان، وهي فيزيائية اختارت الانخراط في البحث في مجال علوم الحياة، الأدوات الفيزيائية المتاحة لها. قامت بالتعاون مع شركائها في البحث بإنشاء نموذج عمل يعتمد على العلاقات المتبادلة المعقدة في شبكات الجينات، ويصف التعبير عن الجينات (إنتاج البروتينات) في مناطق مختلفة من الجنين،
بحيث أنه في الجانب البطني من الجنين (الجانب البطني) سيتم العثور على جميع المورفوجينات اللازمة لتطور جميع أعضاء الجنين، والتي لا توجد في الجانب الظهري (الجانب الخلفي). ووفقا لهذا النموذج، يتم نقل مادة معينة (مورفوجين)، والتي تلعب دورا رئيسيا في تطور الجنين، إلى مناطق مختلفة من الجنين بواسطة مادة مثبطة تعمل كنوع من "المكوك"، وتتحكم في درجة نشاط المادة التي ينقلها. وأكدت التجارب التي أجريت على أجنة الضفادع نتائج هذا النموذج.
إن المورفوجينات وآلية عملها، التي تحدد تطور الجنين في المحور الذي يربط البطن والظهر، يتم الحفاظ عليها طوال التطور بحيث توجد نسخها في حيوانات مختلفة، من الديدان إلى الذباب إلى البشر. وفي الدراسة الحالية تم اكتشاف آلية أخرى تسمح للحيوانات الفقارية بالحفاظ على الحجم النسبي الصحيح للأعضاء التي تتطور في هذا المحور. وهكذا، كما نعلم، هناك اختلافات كبيرة بين طول الذراعين أو الساقين للأشخاص طوال القامة وقصيري القامة، ولكن النسبة بين اليد والساق لذلك الشخص ثابتة.
إن فهم عمليات تطور الخلايا الجنينية، والآليات التي توجه تطور الأنسجة والأعضاء، يمكن أن يؤدي في المستقبل إلى تطوير أساليب طبية متقدمة يمكن أن تساعد في إصلاح الأنسجة والأعضاء التالفة.
