نموذج جديد لتشكيل الهياكل الأساسية في غشاء الخلية يغير صورة الديناميكيات الخلوية
غشاء الخلية هو مفترق طرق مزدحم. يلعب دورًا حاسمًا في حياة الخلية، فهو يسمح بالدخول إلى الخلية والخروج منها. قام باحثون من معهد وايزمان للعلوم، بالتعاون مع علماء من جامعة بن غوريون في النقب وجامعة بريمن في ألمانيا، بقلب الافتراض الشائع فيما يتعلق بتكوين "طيات مستديرة" على الغشاء، والتي تسمح بالحركة داخل و خارج. إن الفهم الأساسي فيما يتعلق بديناميكيات غشاء الخلية قد يساعد، من بين أمور أخرى، في محاولة فهم كيفية تلقي الخلايا السرطانية للمغذيات أو الإشارات، وكيف تهاجر في الجسم. الدراسة نشرت مؤخرا في المجلة العلمية طبيعة الاتصالات.
أجزاء من غشاء الخلية "تعيد تشكيل" باستمرار. على سبيل المثال، عندما تحتاج الخلية إلى استلام أو تسليم "طرود كبيرة"، فإنها تفعل ذلك عن طريق إنشاء فقاعات بالقرب من السطح. تلعب ألياف الأكتين، التي توفر الدعم الهيكلي للخلية، دورًا مركزيًا في عملية إعادة التشكيل، فهي تتحلل وتعيد تنظيم نفسها حسب الحاجة. الشكل المميز لخيوط الأكتين، والذي يظهر استعدادًا لتكوين الفقاعة، هو طية مستديرة على شكل كوب على السطح المكشوف للخلية. في الماضي، تم وصف سير عملية إنشاء الطيات على أنها نبضات، ذات ديناميكيات مشابهة لديناميكية النبضات الكهربائية (النبضات). لكن البروفيسور نير غوف من قسم الفيزياء الكيميائية في معهد وايزمان للعلوم، والدكتور إريك يوخليس من جامعة بن غوريون، مع الدكتور إريك بورنيت والبروفيسور هانز جينتر دوبرينر من جامعة بريمن، قاموا مرة أخرى بفحص تشكيل هذه الهياكل، وأدركت أن ما هو موجود ليس له آلية نبض.
إن فهم هذه الآلية قد يساهم، من بين أمور أخرى، في أبحاث السرطان، لأنه في بعض أنواع السرطان يتم قمع ديناميكيات الموجة أو إضعافها. بالإضافة إلى ذلك، قد تستخدم الخلايا السرطانية الطيات المستديرة لامتصاص المزيد من العناصر الغذائية أو إعادة ترتيب أغشية الخلايا، وبالتالي الهجرة عبر الجسم بكفاءة أكبر.
وأظهرت عمليات المحاكاة الرياضية التي أجريت في المختبرين الإسرائيليين، والتجارب على الخلايا الحية التي أجريت في ألمانيا، أن الوصف الأكثر ملاءمة لحركة الطيات الدائرية هو جبهة الموجة. هذا النوع من البنية الديناميكية، المعروف لدى الفيزيائيين، يتواجد عندما يحتوي غشاء الخلية على منطقتين تختلفان في تركيز الأكتين، مع وجود جبهة متحركة بينهما. وثبت في التجارب المعملية أن النموذج الذي ابتكره الباحثون قادر على التنبؤ بحركة موجات الأكتين على غشاء الخلية. على عكس الموجات المنتشرة الأخرى، والتي تستمر للخارج، فإن هذه الطيات المستديرة تطوى إلى الداخل، باتجاه نقطة الأصل. يعد الانهيار إلى هذه النقطة بالذات ضروريًا لإنشاء الفقاعة النهائية التي تحيط وتفصل المادة المنقولة عبر الغشاء. يصف النموذج الجديد هذه الميزة الفريدة، وهو أمر لم تفعله أي من النماذج السابقة.
إن فهم هذه الآلية قد يساهم، من بين أمور أخرى، في أبحاث السرطان، لأنه في بعض أنواع السرطان يتم قمع ديناميكيات الموجة أو إضعافها. بالإضافة إلى ذلك، قد تستخدم الخلايا السرطانية الطيات المستديرة لامتصاص المزيد من العناصر الغذائية أو إعادة ترتيب أغشية الخلايا، وبالتالي الهجرة عبر الجسم بكفاءة أكبر. يقول البروفيسور حاكم الولاية: "الآن بعد أن فهمنا هذه الموجات بشكل أفضل، قد نتعلم كيفية التحكم في ديناميكياتها". ويضيف الدكتور يوغيليس: «من الناحية النظرية، يمكننا المساعدة في تحديد العمليات في الخلايا السرطانية التي تم التغاضي عنها حتى الآن».
