كيف تتذكر الخلايا هويتها وتتجنب الأخطاء التي يمكن أن تسبب السرطان؟

 غالبا ما يكون السرطان ناتجا عن طفرات الحمض النووي أو مشكلات في كيفية انقسام الخلايا، ما قد يؤدي إلى "نسيان" الخلايا ما هو نوعها أو كيفية عملها بشكل صحيح.

والآن، قدم البروفيسور مارتن هيتزر وفريق من العلماء دراسة حول كيفية تذكر الخلايا الجديدة لهويتها بعد انقسام الخلايا.

ويمكن لآليات الذاكرة هذه، التي تم نشرها في Genes & Development في 4 يونيو، أن توضح المشاكل التي تحدث عندما لا يتم الحفاظ على هوية الخلية، مثل السرطان.

ويقول هيتزر، رئيس مؤسسة Jesse and Caryl Philips Foundation Chair وكبير موظفي قسم العلوم في معهد سولك للدراسات البيولوجية، ومؤلف الورقة البحثية: "اكتسبنا رؤى جديدة حول آليات الذاكرة التي تسمح بتشغيل الجينات الصحيحة في الوقت المناسب، بحيث يمكن أن تصبح الخلية الجديدة نفس نوع الخلية الأم .. إن النتائج التي توصلنا إليها تضع الأساس لفهم هذه المرحلة القصيرة والحيوية من حياة الخلية الحيوية للهوية الخلوية".

ويعد انقسام الخلايا واحدا من أهم فترات تطور الأنسجة والتوازن. وخلال هذه العملية، التي تسمى الانقسام الفتيلي أو الانقسام المتساوي، يجب على الخلايا نسخ كل حمضها النووي بشكل صحيح ثم تقسيمها بالتساوي إلى قسمين. وللحد من الانحرافات، يتوقف نشاط الجين، قبل انقسام الخلايا مباشرة، ما يوقف إنتاج البروتينات.

وبعد أن تنقسم الخلية إلى خليتين، يعود التعبير الجيني مرة أخرى، بطريقة منسقة، لاستئناف إنتاج البروتين. وتُعلم عملية بدء إنتاج بروتينات محددة الخلية بما ينبغي أن تصبح عليه. ومع ذلك، لم يعرف العلماء كيف تعمل هذه العملية بالضبط.

ويقول المؤلف الأول في الدراسة، هيوسيون كانغ، وهو طالب دراسات عليا في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو في مختبر هيتزر: "أردنا أن نفهم الآليات الجزيئية لهوية الخلية والذاكرة النسخية. وكيف تمرر الخلية الأم الهوية إلى الخلايا الإبنة من خلال انقسام الخلية".

وفي الظروف العادية، تكون الخلايا المستنبتة في المختبر في مراحل متعددة من دورة الخلية، وهذا يجعل من الصعب تحديد الفترة الزمنية مباشرة بعد الانقسام الفتيلي عندما تتذكر الخلايا أي نوع ستصبح.

وقام فريق هيتزر بمزامنة خلايا الشبكية وخلايا سرطان العظام باستخدام مثبط كيميائي، والذي جعلها تتماشى مع نفس المرحلة من دورة حياة الخلية.

وتمكن العلماء بعد ذلك من فحص الفترة الزمنية القصيرة عندما تكون الجينات نشطة بعد الانقسام الفتيلي. وتوفر هذه التقنية صورة كاملة لإعادة تنشيط الجينوم الكامل للخلية بعد الانقسام الفتيلي، لأول مرة.

ووجد الفريق أن العديد من الجينات يتم تنشيطها مباشرة بعد انقسام الخلايا. وتعمل الجينات في تتال، مثل صف من أحجار الدومينو المتساقطة، لإرسال إشارات حاسمة لتنشيط جينات إضافية. وتسمح عملية التنشيط هذه للخلية "بالاستيقاظ" من فقدان الذاكرة الخلوية وتصبح على شكل هويتها الموجهة.

ويقول جيسي ديكسون، المؤلف المشارك في الدراسة: "يركز هذا البحث على سؤال أساسي: كيف تتذكر الخلية من تكون وما يفترض أن تفعله؟ .. لقد حددنا متى وأين تم إنشاء الكثير من ميزات الذاكرة هذه. وبعد ذلك، يمكننا البدء في معالجة ميزات محددة لاكتساب فهم ميكانيكي أفضل لهوية الخلية".

قد يهمك ايضًا:

علامات السرطان التي تنسب لأعراض "كوفيد-19"