لقد قام العلماء للتو بقياس 'سرعة الموت' لخلية وهي جميلة بشكل مدهش

(خلود الجمل وأنطونيو جارسيا)

لأول مرة ، شاهد العلماء الموت وهو يتحرك عبر الخلية ، وقاسوا السرعة التي تنتقل بها.

الإشارات التي تؤدي إلى موت الخلايا المبرمج - وهو نوع من الانتحار الخلوي ، والمعروف أيضًا باسم موت الخلية المبرمج (PCD) - تنتقل عبر الخلية في موجة ، بمعدل ثلاثة ميكرومتر (0.003 ملم) في الدقيقة.

تسمى عملية إرسال الإشارات بموجة الزناد. إذا كنت تفكر في حريق غابة ينتشر من نقطة واحدة ، أو دائرة الدومينو السقوط إلى الداخل ، لديك فهم جيد لكيفية عمل الموجة الزناد.

لكنها عملية بيولوجية مهمة في الحياة اليومية للخلية ، وتستخدم لنقل المعلومات بسرعة وبشكل موثوق عبر مسافات طويلة.

في الحيوانات متعددة الخلايا ، تشارك في دورة الخلية ، حيث تنقسم الخلايا لتكوين خلايا جديدة - يتم تشغيل هذه العملية في جميع أنحاء الخلية باستخدام موجات الزناد .

توجد أيضًا في الدماغ كإمكانات عمل للخلايا العصبية - كما أن انتشار الإشارات الكهربائية على طول المحور العصبي هو أيضًا موجات الزناد .

لكن هذه هي المرة الأولى التي يتورطون فيها في موت الخلايا.

'هذا العمل هو مثال آخر على كيفية استخدام الطبيعة لهذه الموجات الزناد - أشياء لم يسمع بها معظم علماء الأحياء - مرارًا وتكرارًا ،' قال عالم الكيمياء الحيوية جيمس فيريل من جامعة ستانفورد .

إنه موضوع متكرر في تنظيم الخلية. أراهن أننا سنبدأ في رؤيته في الكتب المدرسية قريبًا.

موت الخلايا المبرمج هو أحد أكثر أشكال موت الخلايا مفهومة. إنها العملية التي يتخلص الجسم من خلالها من الخلايا القديمة أو غير الضرورية أو غير الصحية (مثل تلك التي بها طفرات يمكن أن تتحول إلى سرطان أو المصابين بعدوى) ، دون الإضرار بالأنسجة المحيطة.

لكن مع ذلك ، لا يزال الأمر غامضًا. على سبيل المثال ، لا يوقف دائمًا تلك الخلايا الطافرة من أن تصبح سرطانية ، أو يجهد نفسه لحدوث آثار مدمرة ، ويقضي على الخلايا السليمة في حالة الأمراض التنكسية العصبية مثل مرض باركنسون والزهايمر .

قال الباحثون إذا أردنا معرفة كيف يحدث هذا - واعتمادًا على الموقف ، إما أن تساعد في العملية أو تبطئها - فنحن بحاجة إلى معرفة كيفية تنظيم موت الخلايا المبرمج.

لرؤية موت الخلايا المبرمج في الخلية ، استخدم الباحثون بيضة ضفدع أفريقي مخالب. قاموا بإزالة السيتوبلازم من البيضة - كل المواد عدا النواة - ووضعها في أنبوب. ثم بدأوا الاستماتة باستخدام بروتين أخضر مشع يتوهج عند حدوث موت الخلايا المبرمج.

تحرك هذا التوهج الأخضر إلى أسفل الأنبوب بسرعة ثابتة ، مما يشير إلى أن موت الخلايا المبرمج كان ينتشر عبر موجات الزناد ، على عكس الانتشار الكيميائي ، وهو الأسلوب الأبطأ بكثير للتواصل.

كانت الخطوة التالية هي معرفة ما إذا كانت هذه العملية قد حدثت أيضًا في الخلية في حالتها الطبيعية ، ولكن نظرًا لأن بيض الضفادع معتم تمامًا ، فإن استخدام الفحص المجهري الفلوري لن يكون مفيدًا.

ولكن عندما تسببوا في موت الخلايا المبرمج في بويضة سليمة ، لاحظوا أن لونها يتغير ، ويصبح داكنًا مع موت الخلية. حدث هذا التغيير في موجة منحنية عبر سطحه بسرعة ثابتة ، مما يشير إلى موجة الزناد.

(تشنغ وفيريل / العلوم)

عندما قاموا بتحليل البيض ، وجدوا نشطًا كاسباس - أنواع الإنزيمات التي تلعب دورًا حاسمًا في موت الخلايا المبرمج - في البيض الذي خضع لهذا التغيير اللوني. من ناحية أخرى ، لم يكن البيض الحي يحتوي على هذه الكاسبيسات المنشطة.

لقد قرروا أنه بمجرد بدء موت الخلية ، يتم تنشيط هذه الكاسبيسات. ثم تنتشر إلى الكاسبيسات المجاورة الأخرى ، وهكذا دواليك ، مثل قطع الدومينو التي تتساقط ، حتى تقوم الخلية بأكملها بإخراجها.

المكان التالي الذي يريد الفريق البحث فيه عن موجات الزناد هو الاستجابة المناعية للجسم ، لتحديد ما إذا كانت الآلية تلعب دورًا في كيفية انتشارها في جميع أنحاء الجسم.

'لدينا كل هذه المعلومات عن البروتينات والجينات في جميع أنواع الكائنات الحية ، ونحاول فهم ما هي الموضوعات المتكررة' ، قال فيريل .

لقد أظهرنا أن الاتصال بعيد المدى يمكن تحقيقه من خلال موجات الزناد ، والتي تعتمد على أشياء مثل حلقات ردود الفعل الإيجابية ، والعتبات وآليات الاقتران المكاني. هذه المكونات موجودة في كل مكان في التنظيم البيولوجي. الآن نريد أن نعرف أين توجد موجات الزناد الأخرى.

تم نشر بحث الفريق في المجلة علوم .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.