تويت
الانقسام الخيطي هو عملية انقسام الخلية إلى خليتين تحمل كل منها نفس العدد من الكروموسومات الموجودة في الخلية الأم، وتعد سمة أساسية للحياة على الأرض. يدرس العلماء الآن بقيادة الكسندر داميرمان (Alexander Dammermann) في مختبرات ماكس بيروتز (Max Perutz) -مشروع مشترك بين جامعة فيينا وجامعة فيينا الطبية- كيفية مساهمة المريكزات (centrioles) في هذه العملية. تساعد النتائج التي نشرتها صحيفة (Developmental cell) في توضيح وظيفة هذه الهياكل الخلوية الصغيرة في الانقسام الخيطي.
يتطلب الانقسام الخيطي الصحيح تشكيل خيوط المغزل (filamentous spindle)، وتتلخص وظيفة هذه الخيوط بفصل ونقل الكروموسومات إلى الطرفين المتقابلين للخلية. على غرار الحبال التي تشد وزنًا ثقيلًا, تحتاج خيوط المغزل إلى أصل تبدأ منه نموها.
تُوفَر نقطة الأصل هذه بواسطة المريكزات التي تُراكِم شبكة من البروتينات حولها تدعى المادة المحيطة بالمريكز أو (PCM) لتشكيل الجسميات المركزية (centrosomes)، التي تعمل كموقع المنشأ لخيوط المغزل.
تُساهم المريكزات في تجمع خيوط المغزل و الانقسام الخيطي
على الرغم من أنّ دور المُريكزات في تكوين الجسميات المركزية معروفٌ فإنه لم يكن معروفًا ما هو دورها في حفظ المادة المحيطة بالمريكز. الآن صار العلماء قادرين على الإجابة على هذه الأسئلة بمساعدة ديدان الربداء الرشيقة
(C. elegans)؛ وهي كائنات حية تملك مريكزات بشكل كبير. باستخدام الجراحة المجهرية بالليزر، تمكن العلماء من إزالة المريكزات من داخل الجسيم المركزي في مراحل مختلفة من الانقسام دون تدمير الهيكل بأكمله.
«ما وجده العلماء هو أن إزالة المريكز لم تؤدِّ إلى انهيار فوري للمادة المحيطة بالمريكز كما توقعنا. مع ذلك، كان هناك المزيد من النمو الضعيف للغاية؛ ما كشف عن دور حاسم بالنسبة للمريكزات في تراكم المادة المحيطة بالمريكز، وبالتالي تجميع المغزل الانقسامي» وذلك حسب توضيح الباحثين ترين لاوس (Trinn Laos) وغابريلا كابرال (Gabriela Cabral).
تساهم المريكزات في تقوية تركيب الجسيم المركزي
بالإضافة إلى دورها في تجميع المادة المحيطة بالمريكز، فإن المريكزات ضرورية أيضًا لحماية تركيب الجسيم المركزي وصلابته، ووُجِدَ أنّ الجسميات المركزية الخالية من المريكزات عرضة للتشظي مع تقدم الانقسام الخيطي للخلايا.
لكن كيف يمكن أن تمنح المريكزات السلامة الهيكلية لهيكل أكبر منها بـ 30 مرة؛ ونقصد المادة المحيطة بالمريكز؟ هذا ما ظل غير واضح. يتصور العلماء أن المريكزات توفر مواقع ربط للبروتينات التي تنقل قوة الشد إلى المادة المحيطة بالمريكز بشكل مشابه لقضبان الصلب في الخرسانة المسلحة.
الاستنتاج
يتطلب الانقسام الخيطي الصحيح تشكيل خيوط المغزل (filamentous spindle)، وتتلخص وظيفة هذه الخيوط بفصل ونقل الكروموسومات إلى الطرفين المتقابلين للخلية. على غرار الحبال التي تشد وزنًا ثقيلًا, تحتاج خيوط المغزل إلى أصل تبدأ منه نموها.
تُوفَر نقطة الأصل هذه بواسطة المريكزات التي تُراكِم شبكة من البروتينات حولها تدعى المادة المحيطة بالمريكز أو (PCM) لتشكيل الجسميات المركزية (centrosomes)، التي تعمل كموقع المنشأ لخيوط المغزل.
تُساهم المريكزات في تجمع خيوط المغزل و الانقسام الخيطي
على الرغم من أنّ دور المُريكزات في تكوين الجسميات المركزية معروفٌ فإنه لم يكن معروفًا ما هو دورها في حفظ المادة المحيطة بالمريكز. الآن صار العلماء قادرين على الإجابة على هذه الأسئلة بمساعدة ديدان الربداء الرشيقة
(C. elegans)؛ وهي كائنات حية تملك مريكزات بشكل كبير. باستخدام الجراحة المجهرية بالليزر، تمكن العلماء من إزالة المريكزات من داخل الجسيم المركزي في مراحل مختلفة من الانقسام دون تدمير الهيكل بأكمله.
«ما وجده العلماء هو أن إزالة المريكز لم تؤدِّ إلى انهيار فوري للمادة المحيطة بالمريكز كما توقعنا. مع ذلك، كان هناك المزيد من النمو الضعيف للغاية؛ ما كشف عن دور حاسم بالنسبة للمريكزات في تراكم المادة المحيطة بالمريكز، وبالتالي تجميع المغزل الانقسامي» وذلك حسب توضيح الباحثين ترين لاوس (Trinn Laos) وغابريلا كابرال (Gabriela Cabral).
تساهم المريكزات في تقوية تركيب الجسيم المركزي
بالإضافة إلى دورها في تجميع المادة المحيطة بالمريكز، فإن المريكزات ضرورية أيضًا لحماية تركيب الجسيم المركزي وصلابته، ووُجِدَ أنّ الجسميات المركزية الخالية من المريكزات عرضة للتشظي مع تقدم الانقسام الخيطي للخلايا.
لكن كيف يمكن أن تمنح المريكزات السلامة الهيكلية لهيكل أكبر منها بـ 30 مرة؛ ونقصد المادة المحيطة بالمريكز؟ هذا ما ظل غير واضح. يتصور العلماء أن المريكزات توفر مواقع ربط للبروتينات التي تنقل قوة الشد إلى المادة المحيطة بالمريكز بشكل مشابه لقضبان الصلب في الخرسانة المسلحة.
الاستنتاج
- ما كان يعرفه العلماء مسبقًا هو أنّ المريكزات تُعّدُ منشأً لخيوط المغزل.
- ما اكتشفه العلماء مؤخرًا أن المريكزات تلعب دورًا مهمًا خلال انقسام الخلايا من خلال التحكم في أمرين، هما تجميع المادة المحيطة بالمريكز وتقويتها.
- ما هو غير واضح للآن هو كيفية أداء المريكزات لهذه الوظائف المتباينة.