نهاية اليود

تم اكتشاف عائلة من البروتينات، تسمى المستوردات، والتي وفقًا للحكمة التقليدية توجد فقط بالقرب من نواة الخلية، في الأطراف البعيدة لأطول الخلايا - الخلايا العصبية. والآن اكتشف الباحثون من معهد وايزمان الذين اكتشفوها أيضًا كيفية انتقال الإنفورتينات من نواة الخلية إلى المحاور في النهاية البعيدة

قبل بضع سنوات، توصل البروفيسور مايك فينزلفر وأعضاء مجموعته، من قسم الكيمياء البيولوجية في معهد وايزمان للعلوم، إلى اكتشاف مدهش: عائلة من البروتينات، تسمى المستوردين، والتي وفقًا للحكمة التقليدية توجد فقط بالقرب من الغلاف الجوي. تم اكتشاف نواة الخلية أيضًا في الأطراف البعيدة لأطول الخلايا: الخلايا العصبية للجهاز العصبي المحيطي. تشكل هذه الخلايا امتدادات - تسمى المحاور - والتي يمكن أن يصل طولها إلى متر عند الشخص البالغ.

كان الدور الرئيسي للبروتينات المستوردة بالقرب من النواة معروفًا: حيث تنقل هذه البروتينات مواد مختلفة داخل وخارج نواة الخلية، عبر الغشاء الذي يحمي النواة. أظهر البروفيسور فينزلفر وأعضاء مجموعته أن الواردات الموجودة في المحاور، والتي تكون بعيدة عن نواة الخلية، تلعب أيضًا دورًا في النقل، وإن كان من نوع مختلف: عندما تتضرر الخلية العصبية في نقطة ما على طول المحور العصبي، فإن يتم تعبئة المستوردين للمساعدة والعمل كنوع من "نظام التحذير"، الذي ينقل إشارات الاستغاثة إلى وجهتها - نواة الخلية.

أثار هذا الاكتشاف سؤالًا مثيرًا للاهتمام: كيف تصل الواردات إلى المحاور؟ أشارت الأدلة الأولية إلى احتمال إنتاج أحد العناصر المهمة، المسمى importin beta 1، بالضبط متى وأينما تكون هناك حاجة إليه: بعد إصابة الخلية العصبية، يتم إنتاجه في المحور العصبي نفسه، بالقرب من موقع الإصابة. وتتناقض هذه الأدلة مع الاعتقاد الذي تم تأسيسه بعد سنوات عديدة من البحث العلمي، والذي بموجبه لا يتم إنتاج البروتينات في الامتدادات المحورية للخلايا العصبية، ولكن فقط في جسم الخلية. واستند هذا الرأي، من بين أمور أخرى، إلى صعوبة اكتشاف الريبوسومات (مصانع البروتين) في المحاور باستخدام الطرق المجهرية.

إن حل التناقض ليس بالمهمة السهلة: فالطرق التقليدية لإسكات الجينات - من أجل دراسة وظيفتها - ليست فعالة في هذه الحالة، لأن الاستيرادات عبارة عن بروتينات أساسية لبقاء الخلية والحيوان بأكمله. في بحث روتام بن طوف بيري، طالب البحث المشترك في مجموعة البروفيسور فاينزلفر والدكتور ابراهام يارون، تم اكتشاف إمكانية التمييز بين بروتين إيمبورتين بيتا 1 الموجود في جسم الخلية وشقيقه في الإكسون: وتبين أن جزيء RNA المرسال الذي يرمز لبروتين المحور العصبي يحتوي على قطعة أخرى، هي المسؤولة عن إرسال RNA إلى المحور العصبي، لذلك فهو أطول. ولإتلاف هذا البروتين على وجه التحديد، استخدم العلماء، بالتعاون مع البروفيسور جيف تويس من جامعة دريكسيل في فيلادلفيا، تقنيات دقيقة لحذف الجينات. وبدلاً من حذف الجين بالكامل، قاموا بإزالة الجزء الإضافي فقط من الحمض النووي الريبوزي (RNA). وبهذه الطريقة، لا يتضرر الاستيراد بيتا 1 الذي يتم إنشاؤه في جسم الخلية، وهو ضروري لبقاء الجنين.

أنتجت الفئران المعدلة وراثيا التي تم إنشاؤها بهذه الطريقة كميات طبيعية من إيمبورتين بيتا 1 في جسم الخلية العصبية، ولكن ليس في المحاور. احتاجت هذه الفئران إلى فترة زمنية أطول للتعافي من إصابة العصب، وأظهرت الجينات التي يتم تنشيطها عادة استجابة لمثل هذه الإصابة أيضًا نشاطًا منخفضًا نسبيًا. تشير جميع الأدلة إلى أن Importin beta 1، الذي يُبلغ عن تلف الخلية العصبية، يتم إنتاجه محليًا بالفعل في المحور العصبي.

البروفيسور فاينزلفر: "في هذه التجارب، ولأول مرة، تمكنا من إظهار أن التأخير في نقل RNA مرسال معين إلى المحور العصبي يؤدي إلى اختفاء البروتين المشفر من المحور العصبي. وتثبت الدراسة بشكل لا لبس فيه أن بروتين إيمبورتين بيتا 1 يتم إنتاجه في المحاور العصبية، وتؤكد الدور الأساسي الذي تلعبه هذه البروتينات في ترميم الخلايا العصبية. وقد تشير النتائج، التي نشرت مؤخرا في مجلة نيورون، إلى طرق لعلاج إصابات الأعصاب بشكل أكثر فعالية، وتسريع عملية استعادة الخلايا العصبية التالفة.

بالنسبة للمقال العلمي: