تويت
نجح باحثون من جامعة نيويورك ومعهد وايتهيد للأبحاث الطبية الحيوية من تحديد الآلية التي تلعب دور “شرطي المرور” في الإنقسام الإختزالي – عملية انقسام الخلايا المطلوبة في التكاثر. النتائج التي توصّلوا إليها، تلقي ضوءا جديدًا على الخصوبة وربما تؤدي إلى فهم أفضل للعوامل التي تؤدي إلى تشوهات خلقية.
معظم الخلايا في الكائن الحي تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات، مجموعة من الأم والأخرى من الأب. مع ذلك، يعتمد التكاثر الجنسي على إنتاج الأمشاج – البيض و الحيوانات المنوية – التي تحتوي على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات. يتم إنتاج هذه الأمشاج من خلال شكل من انقسام الخلايا المتخصصة – الإنقسام الإختزالي.
في هذه العملية، يجتمع كل كروموسوم من الأم مع مثيله من الأب و يتم تبادل أجزاء من الحمض النووي من خلال عملية تعرف باسم “التأشيب المتماثل” – عملية خلط لأجزاء من الكروموسومات المتماثلة التي تؤدي إلى كروموسومات بمجموعات جديدة من الجينات من الأم والأب. يعقب ذلك عملية انقسام الخلية. مع ذلك، لتتم عملية النمو بشكل طبيعي، يجب أن تتكاثر الكروموسومات قبل عملية الخلط.
تَعطُّل هذه العملية يُعرّض عملية التكاثر للخطر، ويمكنه أن يحفّز مجموعة من العيوب الخلقية، مثل متلازمة داون. سعى الباحثون لتحديد ما ينسّق هذه العمليات للتأكد من أنها تحدث بالترتيب الصحيح. من شأن ذلك أن يتيح فهما أعمق لكيفية حدوث الانحرافات عن الوظيفة الطبيعية التي يمكن أن تؤثر على الخصوبة وتؤدي إلى التشوهات الخلقية.
للقيام بذلك، درس الباحثون خلايا الخميرة في مهدها – وهو النموذج الحي في بيولوجيا الخلية وذلك لأن عملية الإنقسام الإختزالي فيها مماثلة لتلك التي في البشر. من خلال سلسلة من التجارب، قام الباحثون بقمع نشاط بعض البروتينات بشكل فردي، و وجدوا أن اثنين من الإنزيمات ضروريين للإنقسام الإختزالي: Mec1 المعروف بدوره في قمع الأورام في البشر، و DDK، والذي ينسق عملية خلط الكروموسومات.
على وجه التحديد، وجدوا أن Mec1 يستشعر عملية نسخ الكروموسومات و ينقل إشارة “الانتظار” إلى بروتين DDK. بهذه الطريقة، Mec1 يعمل مثل شرطي المرور الذي يسمح بالنسخ المتماثل للكروموسوم لأن يتم دون انقطاع، قبل إعطاء DDK الإشارة لبدء عملية الخلط.
معظم الخلايا في الكائن الحي تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات، مجموعة من الأم والأخرى من الأب. مع ذلك، يعتمد التكاثر الجنسي على إنتاج الأمشاج – البيض و الحيوانات المنوية – التي تحتوي على مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات. يتم إنتاج هذه الأمشاج من خلال شكل من انقسام الخلايا المتخصصة – الإنقسام الإختزالي.
في هذه العملية، يجتمع كل كروموسوم من الأم مع مثيله من الأب و يتم تبادل أجزاء من الحمض النووي من خلال عملية تعرف باسم “التأشيب المتماثل” – عملية خلط لأجزاء من الكروموسومات المتماثلة التي تؤدي إلى كروموسومات بمجموعات جديدة من الجينات من الأم والأب. يعقب ذلك عملية انقسام الخلية. مع ذلك، لتتم عملية النمو بشكل طبيعي، يجب أن تتكاثر الكروموسومات قبل عملية الخلط.
تَعطُّل هذه العملية يُعرّض عملية التكاثر للخطر، ويمكنه أن يحفّز مجموعة من العيوب الخلقية، مثل متلازمة داون. سعى الباحثون لتحديد ما ينسّق هذه العمليات للتأكد من أنها تحدث بالترتيب الصحيح. من شأن ذلك أن يتيح فهما أعمق لكيفية حدوث الانحرافات عن الوظيفة الطبيعية التي يمكن أن تؤثر على الخصوبة وتؤدي إلى التشوهات الخلقية.
للقيام بذلك، درس الباحثون خلايا الخميرة في مهدها – وهو النموذج الحي في بيولوجيا الخلية وذلك لأن عملية الإنقسام الإختزالي فيها مماثلة لتلك التي في البشر. من خلال سلسلة من التجارب، قام الباحثون بقمع نشاط بعض البروتينات بشكل فردي، و وجدوا أن اثنين من الإنزيمات ضروريين للإنقسام الإختزالي: Mec1 المعروف بدوره في قمع الأورام في البشر، و DDK، والذي ينسق عملية خلط الكروموسومات.
على وجه التحديد، وجدوا أن Mec1 يستشعر عملية نسخ الكروموسومات و ينقل إشارة “الانتظار” إلى بروتين DDK. بهذه الطريقة، Mec1 يعمل مثل شرطي المرور الذي يسمح بالنسخ المتماثل للكروموسوم لأن يتم دون انقطاع، قبل إعطاء DDK الإشارة لبدء عملية الخلط.