وفي دراسة نشرت مؤخرا في المجلة العلمية Nature Cell Biology، طلب البروفيسور جروس وأعضاء فريقه الحصول على صورة أكثر اكتمالا لنشاط BID
لا يعتمد سلوكنا على هويتنا فحسب، بل يعتمد أيضًا على المكان الذي نتواجد فيه وفي صحبة من. وينطبق هذا أيضًا على سلوك البروتين المسمى BID، والذي يلعب دورًا مركزيًا في دورات حياة الخلايا في الجسم. واكتشف العلماء في معهد وايزمان للعلوم أن هذا البروتين قادر على تقسيم نشاطه بين موقعين مختلفين في الخلية، وأن نشاطه في كل منهما قد يكون مسألة حياة أو موت. قد تقدم هذه النتائج مساهمة مهمة في فهم العديد من الأمراض، بدءًا من مرض وراثي نادر، وانتهاءً بالمتلازمات الأيضية الشائعة مثل السمنة والسكري.
عندما بدأ البروفيسور إيتان جروس، من قسم المكافحة البيولوجية، وأعضاء فريقه البحثي بفحص بروتين BID في المختبر، اكتشفوا أنه هو الذي يختار مكان توجيه الخلايا التالفة - مثل، على سبيل المثال، الخلايا التي تضررت مادتها الوراثية: هل ستقتل نفسها لإنقاذ المخلوق بأكمله، أم أنها ستخضع للتصحيح وتستمر في العيش. تم اكتشاف أيضًا أن بروتينًا ثانيًا يسمى ATM يشارك في هذا الدور، وهو نوع من "المدير" الذي يشرف على تصرفات BID وعدد من البروتينات الأخرى. اكتشف فريق البحث أنه طالما حافظت ماكينة الصراف الآلي على اتصال مع BID، فإن الخلية التالفة تظل على قيد الحياة. عندما يتجنب ATM هذا الارتباط، يرتبط BID بالبروتينات الموجودة على سطح عضيات تسمى الميتوكوندريا - موردي الطاقة للخلية - ثم تبدأ سلسلة الأحداث التي تؤدي إلى موت الخلية.
وفي دراسة نشرت مؤخرا في المجلة العلمية Nature Cell Biology، سعى البروفيسور جروس وأعضاء فريقه للحصول على صورة أكثر اكتمالا لنشاط BID. ولتحقيق هذه الغاية، قاموا بالتعاون مع طلاب البحث ماريا ماريانوفيتش وجاليا أوفركوفيتز والدكتور هاجيت نيف، بتخليق فئران بها طفرة في بروتين BID، مما يمنعها من تلقي التعليمات من أجهزة الصراف الآلي.
أظهرت التجارب التي قادتها ماريا مارجانوفيتش أن BID قادر على أداء عدة وظائف في نفس الوقت. وكما اكتشفوا في التجارب المختبرية، فهو المسؤول عن قرار الخلية بالانتحار أو البقاء على قيد الحياة. ولم يتفاجأ العلماء عندما اكتشفوا أن الخلايا ذات الطفرة BID تميل إلى الانتحار بمعدلات عالية، وخاصة خلايا نخاع العظم، والتي تكون حساسة بشكل خاص لتلف الحمض النووي. بالإضافة إلى ذلك، وعلى ما يبدو لا علاقة له بالمرض، يتحكم BID أيضًا في تطور الخلايا الجذعية لنخاع العظم إلى خلايا دم ناضجة وفعالة. تعمل هذه الخلايا الجذعية كاحتياطيات لجميع أنواع خلايا الدم طوال حياة الكائن، ويتم التحكم في تمايزها بشكل صارم. في المقابل، في الفئران التي خضعت للطفرة التي تمنع BID من التواصل مع أجهزة الصراف الآلي، تمايزت الخلايا الجذعية بشكل مستمر، وسرعان ما استنفد تجمعها في نخاع العظم.
لفهم كيف يلعب BID دورين مختلفين في نفس الوقت، نظر العلماء إلى أين يذهب والبروتينات التي يلتقي بها. ووجدوا أن الاجتماعات مع أجهزة الصراف الآلي تتم في نواة الخلية. وأظهرت تجاربهم أن أجهزة الصراف الآلي تحمل "أمر استبعاد" فعليًا، والذي يطلب من BID البقاء في مكانه - بعيدًا عن الميتوكوندريا. بدون هذا الأمر من ATM، يتحرك BID بحرية إلى موقعه البديل، على سطح الميتوكوندريا. تبدأ سلسلة من الأحداث: اجتماعها مع بروتينات الميتوكوندريا يؤدي إلى تكوين مركبات الأكسجين النشطة. تعمل هذه المركبات مثل رصاص البندقية، حيث تحدث ثقوبًا في غشاء الميتوكوندريا، مما يسمح بإطلاق السموم التي تقتل الخلية بأكملها. تعمل نفس المركبات أيضًا كنوع من "إشارة الطوارئ" للخلايا الجذعية في نخاع العظم، والتي تدعوها إلى التمايز بسرعة إلى خلايا دم.
ويعتقد العلماء أن الشراكة بين BID وATM تعمل كآلية تحكم، تستشعر مقدار الضرر الذي يلحق بالحمض النووي في الخلية، وتضبط مستويات مركبات الأكسجين النشطة وفقًا لذلك. ووفقا للبروفيسور جروس، فإن هذه النتائج مثيرة للدهشة - ليس فقط بسبب الدور المكتشف حديثا لـ BID. لقد أسفروا أيضًا عن رؤى مثيرة للاهتمام حول علاقة غير معروفة حتى الآن بين الميتوكوندريا ونواة الخلية، وكشفوا عن العلاقة الوثيقة بين مرحلتين في دورة حياة الخلية - انتحار الخلية، وتجديد الخلايا الناضجة.
يعتقد البروفيسور جروس وأعضاء فريقه أن هذه النتائج قد تكون ذات صلة في المستقبل بالأبحاث الطبية الحيوية. تسبب الطفرات في أجهزة الصراف الآلي لدى البشر مرضًا نادرًا ولكنه شديد الخطورة - ترنح الشعيرات الدموية - الذي يؤثر على جميع أجزاء الجسم. ويبدو أن معظم الأعراض الشديدة للمرض ترتبط بزيادة مركبات الأكسجين النشطة التي تسبب الضرر. ويعتقد البروفيسور جروس أن تطوير طرق لتأخير مرض التهاب الكبد الوبائي قد يخفف من هذه الأعراض، ويطيل عمر المرضى. بالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور على تطبيقات أوسع: فقد أشارت دراسات مختلفة مؤخرًا إلى وجود صلة بين سلوك BID، والبروتينات الأخرى التي يرتبط بها، والمتلازمات الأيضية مثل السمنة والسكري، فضلاً عن أمراض المناعة الذاتية وحتى السرطان. ولذلك، يمكن أن يكون هناك العديد من الأسباب الوجيهة لإيجاد طرق لتوجيه عملية تحديد المصالح الفضلى إلى المكان المناسب، وإلى الاجتماعات المناسبة، في الوقت المناسب.
وشارك في البحث أيضًا: الدكتورة جوديث سالزمان وليديا فيربيوف من قسم المكافحة البيولوجية، والبروفيسور ستيفان يونغ والبروفيسور تسفي لابيدوت من قسم علم المناعة، والدكتورة ريفكا هيفنر والدكتور أوري برينر من قسم المناعة. الموارد البيطرية.
بروتين واحد - وجهان. رسم توضيحي: أليت أفني شارون
