في طريقها الصعب للوصول إلى البويضة المرغوبة، تستخدم خلايا الحيوانات المنوية أجهزة استشعار كانت تُعرف حتى الآن بشكل أساسي بأنها جزء من النظام البصري. ظهرت هذه النتيجة المفاجئة في دراسة جديدة أجراها علماء في معهد وايزمان للعلوم نشرت مؤخرا في المجلة العلمية تقارير علمية.
منذ اللحظة التي تدخل فيها الخلية المنوية البشرية إلى قناة فالوب، يجب أن تقطع عدة سنتيمترات للوصول إلى البويضة، وهي مسافة تعادل رحلة عدة كيلومترات للإنسان. وبهذه الطريقة، ومن أجل الوصول إلى الهدف وإجراء عملية الإخصاب، يجب على الخلية المنوية أن تتنقل وفق علامات الطريق التي بدونها لن تتمكن من التغلب على مختلف العقبات.
وفي دراسات سابقة اكتشف البروفيسور مايكل أيزنباخ وأعضاء مجموعته من قسم الكيمياء البيولوجية في معهد وايزمان للعلوم نوعان من هذه المعالم: الكيميائية والحرارية. تعمل الحرارة على مسافات كبيرة نسبياً: حيث يكون مكان الإخصاب أكثر دفئاً من المكان الذي تتوقف فيه الخلايا المنوية وتنضج عند مدخل قناة فالوب، ويدفعها اختلاف درجات الحرارة نحو البويضة. وعندما يقتربون من موقع الإخصاب، يلتقطون الإشارات الكيميائية التي تفرزها البويضة. البروفيسور أيزنباخ: "كما يحدث في العديد من العمليات المهمة في الطبيعة، تعتمد الخلايا المنوية على أكثر من آلية أثناء التنقل إلى البويضة، بحيث إذا تعطلت إحدى وسائل الملاحة، يمكن أن تكون الوسائل الأخرى بمثابة نسخة احتياطية وقيادة للخلية المنوية إلى وجهتها."
الخلايا المنوية حساسة للغاية للاختلافات في درجات الحرارة: على جزء من الطريق يبلغ طول خلية منوية واحدة (حوالي 50 جزءًا من الألف من المليمتر) يمكنها الشعور بفرق في درجة الحرارة قدره 0.0006 درجة فقط.
وفي الدراسة الجديدة، قام البروفيسور أيزنباخ وأعضاء مجموعته بفحص كيفية استشعار خلايا الحيوانات المنوية للاختلافات في درجات الحرارة. ضمت المجموعة الدكتور سيرافين بيريز سيرزيلس، والدكتور سيرجي بوريشبولتس، وطالب البحث أوشري أفانزار، والدكتور رينات نيبو فلاديمير كيش من قسم الكيمياء البيولوجية، والدكتور ألكسندر برانديس من وحدة الخدمات البيولوجية. وركز العلماء على مجموعة من مستقبلات البروتين، GPCRs، والتي بناءً على دراساتهم السابقة بدت مرشحة للمشاركة في نقل الإشارات إلى الخلية المنوية. وبعد أن وجدوا أن هذه المجموعة الكبيرة تشارك بالفعل في استشعار الحرارة، اكتشفوا أن المستقبلات المسؤولة عن ذلك -داخل المجموعة- هي بروتينات تسمى الأوبسينات (opsins).يفتح).
تشتهر Opsins بدورها في مجال مختلف تمامًا: النظام البصري. يُعرف أحد بروتينات المجموعة، المسمى رودوبسين، على وجه الخصوص بأنه الصبغة الرئيسية المستخدمة كمستقبل للضوء في خلايا شبكية العين، ولكن في يرقات ذبابة الفاكهة يشارك في الاستجابة للحرارة.
وفي الدراسة الجديدة، وجد أعضاء مجموعة بحث البروفيسور آيزنباخ أن العديد من البروتينات في عائلة الأوبسين موجودة على سطح خلايا الحيوانات المنوية لدى الفئران والبشر. يقع كل من بروتينات الرؤية هذه في موقع مختلف، ومن المحتمل أن يساهم كل منها في مساعدة البذرة على الشعور بالحرارة من خلال مسار إشارات منفصل. وعندما منع العلماء الإشارات التي أرسلتها الأوبسينات، لم تتمكن خلايا الحيوانات المنوية من الانتقال من منطقة أكثر برودة إلى منطقة أكثر دفئا.
وقد تفسر هذه النتائج المفاجئة وجود الأوبسينات في أعضاء الجسم التي لا تتعرض للضوء، مثل الرئتين والكبد. ويقول العلماء إن الأوبسينات يمكن استخدامها أيضًا كأجهزة استشعار للحرارة في هذه الأعضاء.
תגובה אחת
"هذه النتائج المفاجئة قد تفسر وجود الأوبسينات في أعضاء الجسم التي لا تتعرض للضوء، مثل الرئتين والكبد. ويقول العلماء أن الأوبسينات يمكن استخدامها أيضًا كأجهزة استشعار للحرارة في هذه الأعضاء." - لماذا؟ لماذا نحتاج إلى بروتينات الاستشعار هذه في أجسامنا وفي أعضائنا؟ هل من المفترض أن يشعر الكبد والرئتان بحرارتهما؟ ليس واضحا بالنسبة لي.