باحثون في كلية الأحياء في التخنيون وزملاؤهم في الولايات المتحدة وأمريكا الجنوبية يعرضون أهمية "الفوسكسينات" في التكاثر الجنسي والعدوى الفيروسية ونمو الأعضاء
باحثون في كلية الأحياء في التخنيون وزملاؤهم في الأرجنتين والأوروغواي والولايات المتحدة ينشرون نتائج مثيرة تتعلق بعملية الاندماج بين الخلايا. وقد نشرت الدراسة الأسبوع الماضي في مجلة JCB - مجلة بيولوجيا الخلية.
اندماج الخلايا الخلوية هو عملية تلتصق فيها خليتين ببعضهما البعض، وترتخي أغشيتهما في منطقة التلامس وتصبح الخليتان واحدة. يعد الاندماج ضروريًا للعمليات البيولوجية المهمة بما في ذلك التكاثر الجنسي والعدوى الفيروسية ونمو الأعضاء في الجسم. وذلك لأنه في عملية الإخصاب تتجمع الخلية المنوية والخلية البويضة معًا؛ في العدوى الفيروسية، يتحد الفيروس وخلية الكائن المضيف؛ وفي نمو الأعضاء، تتحد عدة خلايا من نفس الكائن الحي وتشكل خلية متعددة النوى.
قام البروفيسور بيني بودبيليفيتس وكلاري فالينسي من كلية الأحياء في التخنيون بفحص في الدراسة الحالية نشاط بروتينات الاندماج HAP2 (GCS1) في خلايا الثدييات.
الاكتشاف الرئيسي في الدراسة هو أن بروتينات HAP2 ليست موجودة فقط حيوي في عملية الاندماج ولكن أيضا كافية لوحدها لوجودها. بمعنى آخر، يسمح وجود HAP2 لخليتين بالاندماج حتى بدون بروتينات الاندماج الأخرى. يقول البروفيسور بودبيليفيتش: "في الواقع، نحن نتحدث عن "فصيلة فائقة" من البروتينات التي يكفي وجودها لإحداث عمليات الاندماج الأساسية في التكاثر الجنسي (اندماج الحيوانات المنوية والبويضة)، وفي العدوى الفيروسية (على سبيل المثال في وباء زيكا) وفي نمو الأعضاء. ونظرًا لدورها الحيوي في مجموعة متنوعة من أحداث الاندماج بين الخلايا، فإننا نطلق على هذه البروتينات اسم fusexins، وهو مصطلح يجمع بين كلمتي الاندماج والجنس.
وكانت مجموعات البحث في أمريكا الجنوبية مسؤولة عن التنبؤات الحسابية، في حين أجرى باحثو التخنيون التجارب المعملية. تم أخذ بروتينات HAP2 من مصدر نباتي - نبات السيدوم الأبيض (نبات الأرابيدوبسيس thaliana) - ويستخدم في إحداث الاندماج في خلايا الثدييات. وهكذا اكتشف الباحثون أن نجاح الاندماج يعتمد على وجود الفوكسينات فيهاالاثنين الخلايا المرشحة للاندماج. يكون الاندماج ناجحًا حتى لو كانت foxins موجودة في إحدى هاتين الخليتين، بشرط العثور على EFF-1 في الخلية الأخرى - وهو بروتين اندماجي تمت دراسته على نطاق واسع بالفعل في مختبر Podbilevich. ومن الجدير بالذكر أن ما هو مشترك بين فصيلة الفوكسينات الفائقة ليس التسلسل الجيني بل البنية ثلاثية الأبعاد.
بداية التكاثر الجنسي
وفي ضوء تأثير الفوكسينات في مجموعة متنوعة من العمليات البيولوجية، يفترض الباحثون أن هذه عائلة بروتينية قديمة جدًا، هي التي جلبت التكاثر الجنسي إلى العالم. حتى قبل حوالي 2.5 مليار سنة، كان التكاثر اللاجنسي يهيمن على عالم الحيوان، أي التكاثر الذي تقوم فيه الخلية بتكوين نسخة من نفسها وبالتالي تحافظ على صورتها الجينية. لقد جلب تطور عملية الاندماج بين الخلايا إلى العالم التكاثر الجنسي أو الجنسي، حيث تتحد خلايا مخلوقين مختلفين وتخلق مخلوقًا جديدًا. الميزة التطورية للتكاثر الجنسي هي أن خلط المادة الوراثية من أبوين مختلفين يخلق تنوعًا بيولوجيًا أكبر وبالتالي يزيد من فرص بقاء الأنواع البيولوجية. علاوة على ذلك، فإن هذا الخلط الجيني يسمح بتصحيح الأخطاء الجينية (الطفرات السلبية)، وهو أمر غير ممكن في التكاثر اللاجنسي.
أبحاث متعددة التخصصات
يجمع المقال العديد من المجالات والعديد من أساليب البحث، بما في ذلك بناء نماذج الكمبيوتر والعمل مع الخلايا الحية في الثقافة. شارك في كتابة المقال البروفيسور بيني بودبيليفيتس، رئيس المختبر في كلية الأحياء في التخنيون، ومديرة المختبر (لسنوات عديدة) كلاري فالينسي، وهي الكاتبة الرئيسية للمقال، وطالبة الدكتوراه يلينا ماتفيف. المقالة. والشركاء من الأرجنتين هم ديفيد موي، وهو مؤلف أول آخر في الورقة، والذي ساهم في بناء نموذج البروتين في الدراسة، ورئيس مختبره، بابلو أغيلار. بعض الاكتشافات الواردة في هذا المقال ساهمت بها يفغينيا لاكينا، زميلة أبحاث أولى في مختبر البروفيسور ليونيد تشيرنومورديك في المعاهد الأمريكية للصحة. والشركاء من أوروغواي هم مارتن جرانا من معهد باستور في مونتيفيديو وهيكتور روميرو من الجامعة الجمهورية.
البروفيسور بودبيليفيتس، المولود في المكسيك، جاء إلى إسرائيل بعد إنهاء دراسته الثانوية. بعد فترة من الإقامة في كيبوتس نير دافيد، عاد إلى المكسيك، وأكمل دراسته الجامعية في مكسيكو سيتي وحصل على درجة الدكتوراه في جامعة ييل ودرجة ما بعد الدكتوراه في كامبريدج. بعد زواجه هاجر إلى إسرائيل ومنذ ذلك الحين أصبح عضوًا في هيئة التدريس في كلية الأحياء في التخنيون.
لمقالة في مجلة JCB - مجلة بيولوجيا الخلية
فيديو: تتجمع أغشية الخلايا الثلاث الموجودة في المربع معًا في الدقيقة 3:15 تقريبًا (المصدر: من الدراسة)
