للمرة الأولى، تمكن العلماء من ملاحظة نظام المراسلة بين الخلايا

لا تختلف الطريقة التي تنتقل بها المعلومات داخل خلايا أجسامنا عن الأسلاك الموجودة داخل شريحة الكمبيوتر، وفقًا لدراسة جديدة كشفت النقاب عن الأعمال المعقدة لشبكة من أيونات الكالسيوم كرسل داخل الخلايا.

وفقًا للباحثين من جامعة إدنبرة بالمملكة المتحدة، هذه الشبكة الخلوية الواسعة تستخدم شبكة مجهرية من الإرشادات لنقل المعلومات عبر مسافات نانوية وحمل الأنشطة والتعليمات للخلايا لأداءها. على سبيل المثال، عضلات الاسترخاء أو الانقباض.

تعد أيونات الكالسيوم (Ca2 +) جزءًا أساسيًا من نظام المراسلة لخلايانا، وإشاراتها ضرورية لمجموعة واسعة من الوظائف، بما في ذلك نمو الخلايا والموت والحركة. لقد أجرى الباحثون الآن نظرة فاحصة غير مسبوقة على كيفية نقل أيونات الكالسيوم رسائل داخل الخلية.

تشبه الخلايا الحيوانية إلى حدٍ ما أكياسًا لها هياكل مختلفة تسمى عضيات تطفو في الداخل، معلقة في مادة تشبه الهلام تعرف باسم السيتوسول، ربما تتذكرها في الكتب المدرسية.

معًا، تشكل محتويات الخلية الداخلية السيتوبلازم. حتى الآن، كان يعتقد أن أيونات الكالسيوم تتدفق عبر السيتوبلازم لإخبار الخلايا بما يجب القيام به. لكن يبدو الآن أن اتصالاتهم أكثر تنظيماً من ذلك.

cell brain 2

اكتشف الباحثون أن أيونات الكالسيوم لديها شبكة خاصة بها من “الأسلاك”: تسمى الدورات النانوية، وهي تنتقل طوال الطريق إلى النواة الموجودة في قلب الخلية وتتحكم في الجينات التي يتم إطلاقها والتعبير عنها.

الأسلاك ليست ثابتة، كلما يتغير سلوك الخلية، يعاد تشكيل الدورة النانوية وفقًا لذلك التغير.

يقول أحد الباحثين، مارك إيفانز عالم الصيدلة الخلوي: “إن أكثر ما يلفت النظر هو أن هذه الدائرة مرنة للغاية، حيث يمكن لهذه الشبكة على نطاق الخلية إعادة تكوينها بسرعة لتقديم مخرجات مختلفة بطريقة تحددها المعلومات التي تلقتها النواة ونقلتها”.

استخدم الفريق خلايا الفئران للتحقيق عن كثب في هذه الظاهرة، واستخدم المجهر الإلكتروني للكشف بدقة عن كيفية عمل هذه الدورات النانوية.

ويوضح الباحثون أن سلسلة من المسالك النانوية التي تحمل أيون الكالسيوم تعمل بشكلٍ مشابه إلى حد ما للأنابيب النانوية الكربونية في المعالج الدقيق للكمبيوتر، على الرغم من أن الخلايا تبدو أكثر تقدماً من ذلك.

يوضح الباحثون في بحثهم المنشور: “من الأهمية بمكان، أن هذه الدائرة لا تعيد تشكيل نواتج مختلفة أثناء تكاثر الخلايا”.

ويضيف إيفانز: “هذا شيء لا يمكن للمعالجات الدقيقة بشرية الصنع أو لوحات الدوائر من صنعه في الوقت الحالي”.

وفقًا للفريق، فإن معرفة المزيد حول كيفية تعامل الخلايا مع الإرشادات يمكن أن يساعد في توحيد العلاج لجميع أنواع المشكلات الصحية، بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم الرئوي أو حتى نمو السرطان.

والخطوة التالية هي فهم كيفية عمل أيونات الكالسيوم كرمز في خلايا البرمجة للتعبير عن جينات مختلفة؛ ثم، ربما يمكننا البدء في الاستفادة من هذه العملية.

ترجمة: عامر فايد

المصادر: 1