في عالم البيولوجيا، يعتبر فهم كيفية انقسام الخلايا وتأثير ذلك على صحتنا أمرًا بالغ الأهمية. اكتشف العلماء مؤخرًا أسباب رفض بعض الخلايا ذات الحمض النووي المزدوج الموت.
اكتشاف سبب رفض بعض الخلايا ذات الحمض النووي المزدوج الموت
في كل ثانية، ينقسم عدد لا يحصى من الخلايا في جسم الإنسان لتكوين خلايا جديدة. إنها واحدة من أهم العمليات في علم الأحياء، وتعتمد على آلاف الجزيئات التي تعمل معًا بدقة لا تصدق. لكن في بعض الأحيان تنهار العملية بطرق غير متوقعة.
ازدواج الجينوم الكامل (WGD)
قبل أن تتمكن الخلية من الانقسام إلى خليتين منفصلتين، يجب عليها أولاً نسخ كل الحمض النووي الخاص بها بحيث تتلقى كل خلية جديدة مخططًا وراثيًا كاملاً. في بعض الحالات، يتم نسخ الحمض النووي بنجاح، لكن الخلية لا تنقسم بشكل كامل أبدًا. والنتيجة هي خلية واحدة تحتوي على ضعف الكمية الطبيعية من الحمض النووي، وهي حالة تعرف باسم ازدواج الجينوم الكامل (WGD).
هناك طريقة بسيطة لتخيل ذلك، وهي مثل عمل نسختين من مستند ما ولكن عن طريق الخطأ وضع النسختين في نفس المجلد بدلاً من فصلهما.
عواقب استنساخ الجينوم
لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن استنساخ الجينوم بأكمله يمكن أن يكون له عواقب وخيمة. قد تتوقف الخلايا التي تحتوي على حمض نووي إضافي عن العمل بشكل طبيعي، أو تصبح غير نشطة، أو تموت، أو تتغير إلى أنواع خلايا أخرى، أو تتراكم الأضرار المرتبطة بالعمر، أو تساهم في الإصابة بأمراض بما في ذلك السرطان.
طرق فشل الخلايا
أراد الباحثون في جامعة هوكايدو فهم ما إذا كانت الطريقة المحددة التي تفشل بها الخلية أثناء الانقسام تغير ما يحدث بعد ذلك. ركز الفريق على سببين رئيسيين لتضاعف الجينوم بالكامل: فشل التحريك الخلوي والانزلاق الانقسامي.
أثناء فشل التحريك الخلوي، تكمل الخلية عملية الانقسام بأكملها تقريبًا ولكنها تفشل في الخطوة الأخيرة حيث تنقسم فعليًا إلى خليتين منفصلتين. في الانزلاق الانقسامي، تبدأ الخلية عملية الانقسام ولكنها تخرج مبكرًا جدًا قبل أن يتم فصل كروموسوماتها بشكل صحيح.
يقول البروفيسور المشارك ريوتا أوهارا، المؤلف المقابل للدراسة: “بينما يحدث تضاعف الجينوم بالكامل من خلال عمليات خلوية متعددة، لم يكن من الواضح ما إذا كانت الاختلافات في المسار تؤثر على خصائص الخلايا الناتجة”.
على الرغم من أن كلا الخطأين يتركان خلايا ذات حمض نووي مضاعف، إلا أن الباحثين اكتشفوا أن النتائج مختلفة بشكل كبير.
لماذا تبقى بعض الخلايا المزدوجة الحمض النووي على قيد الحياة؟
وباستخدام تصوير الخلايا الحية وتقنيات وضع العلامات الخاصة بالكروموسوم، قام العلماء بتتبع كيفية تصرف الخلايا بعد خضوعها لتكرار الجينوم بالكامل من خلال آليتين مختلفتين.
كانت الخلايا التي تم إنشاؤها من خلال فشل التحريك الخلوي أكثر استقرارًا ولديها فرصة أكبر للبقاء على قيد الحياة. ومع ذلك، فإن الخلايا المنتجة من خلال الانزلاق الانقسامي أظهرت في كثير من الأحيان توزيعًا غير متساوٍ للكروموسومات وانخفاض معدلات البقاء على قيد الحياة.
اقرأ أيضًا...
ووجد الباحثون أن تنظيم الكروموسوم كان العامل الرئيسي وراء هذه الاختلافات.
في الانزلاق الانقسامي، يتم تقسيم الكروموسومات في كثير من الأحيان بشكل غير متساو، مما يؤدي إلى اختلال وراثي شديد يقلل من قدرة الخلية على البقاء. في حالة فشل التحريك الخلوي، يظل توزيع الكروموسوم أكثر توازناً، مما يسمح للخلايا بالبقاء أكثر استقرارًا.
ووجد الفريق أيضًا أنه عندما قاموا تجريبيًا بتحسين فصل الكروموسوم في الخلايا التي تخضع لانزلاق الانقسام الفتيلي، أصبحت الخلايا أكثر قابلية للحياة بشكل ملحوظ.
الآثار المترتبة على أبحاث السرطان
ويمكن أن يكون لهذه النتائج آثار مهمة على علاج السرطان والوقاية منه. يوجد تكرار الجينوم بالكامل بشكل شائع في الخلايا السرطانية، ويمكن لبعض علاجات السرطان أن تؤدي إلى حدوثه أيضًا عن غير قصد. الخلايا التي تبقى على قيد الحياة بعد اكتساب المزيد من الحمض النووي قد تستمر في التكاثر وربما تساهم في تكرار الورم.
ويشير البحث الجديد إلى أن استهداف عمليات فصل الكروموسوم يمكن أن يساعد في منع الخلايا غير الطبيعية من البقاء والاستمرار في النمو.
يقول أوهارا: “هناك آليات مختلفة يمكن من خلالها أن يحدث تضاعف الجينوم بالكامل، ولكن تم التغاضي عن تأثيراتها المميزة إلى حد كبير”. “لقد تحدينا وجهة النظر التقليدية هذه من خلال مقارنة الخلايا المتكونة من خلال آليات مختلفة ووجدنا أن هذه الاختلافات يمكن أن تؤثر على سلوك الخلية على المدى الطويل.”
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
تسلط هذه النتائج الضوء على أهمية فهم العمليات الخلوية وتأثيرها على الأمراض، مما قد يفتح آفاقًا جديدة في علاج السرطان.
