العلوم والتكنولوجيا

العلماء يكشفون سر الشباب الأبدي لحيوان غريب

يكشف العلماء سر الشباب الأبدي لحيوان غريب

مقطع عرضي من خلال مخالب شقائق النعمان البحرية المعدلة وراثيا تظهر نواتج التمايز لمجموعات خلايا SoxC (الأرجواني) والنسيج الضام الليفي العضلي (الأصفر). الائتمان: أندرياس دينر

في شقائق النعمان البحرية ، تضمن الجينات المحفوظة للغاية التمايز المستمر للخلايا العصبية والخلايا الغدية.

شقائق النعمان البحرية حيوانات خالدة على ما يبدو. يبدو أنهم محصنون ضد الشيخوخة والآثار السلبية التي يتعرض لها الناس بمرور الوقت. ومع ذلك ، فإن الأسباب الدقيقة لشبابهم الأبدي ليست مفهومة تمامًا.

البصمة الوراثية لشقائق النعمان البحرية Nematostella vectensis يكشف أن أعضاء هذه السلالة الحيوانية القديمة بشكل لا يصدق يستخدمون نفس التسلسلات الجينية للتمايز العصبي مثل الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا. هذه الجينات مسؤولة أيضًا عن الحفاظ على التوازن لجميع الخلايا في الكائن الحي خلال حياة شقائق النعمان. تم نشر هذه النتائج مؤخرًا في المجلة تقارير الخلية من قبل مجموعة من علماء الأحياء التطورية بقيادة أولريش تكناو من جامعة فيينا.

تتكون جميع الكائنات الحية تقريبًا من ملايين ، إن لم يكن بلايين ، من الخلايا التي تتجمع بطرق معقدة لتشكيل أنسجة وأعضاء معينة ، والتي تتكون من مجموعة من أنواع الخلايا ، مثل مجموعة متنوعة من الخلايا العصبية والخلايا الغدية. ومع ذلك ، فمن غير الواضح كيف يحدث هذا التوازن الحرج لأنواع الخلايا المختلفة ، وكيف يتم تنظيمه وما إذا كانت أنواع الخلايا المختلفة من الكائنات الحية المختلفة لها أصل مشترك.

المقطع الطولي البصري لشقائق النعمان البحرية مع الخلايا العصبية النانوية 1 المعدلة وراثيًا (باللون الأحمر) في كلا طبقتين من الخلايا. يتم تلوين العضلات باللون الأخضر ونواة الخلية باللون الأزرق. الائتمان: أندرياس دينر

يؤدي الطباعة أحادية الخلية إلى أسلاف مشتركة

قامت مجموعة البحث ، بقيادة عالم الأحياء التطوري التطوري أولريش تكناو ، وهو أيضًا رئيس منصة أبحاث تنظيم الخلية الواحدة للخلايا الجذعية (SinCeReSt) في جامعة فيينا ، بفك رموز تنوع وتطور جميع أنواع وأنواع الخلايا العصبية والغدية. . أصل النمو في شقائق النعمان البحرية Nematostella vectensis.

لتحقيق ذلك ، استخدموا النسخ أحادي الخلية ، وهي طريقة أحدثت ثورة في الطب الحيوي وعلم الأحياء التطوري على مدار العقد الماضي.

إنه يسمح للكائنات الحية أن تتحلل إلى خلايا مفردة – ويمكن فك تشفير أي جينات معبر عنها حاليًا في أي خلية مفردة. تختلف أنواع الخلايا المختلفة اختلافًا جوهريًا في الجينات التي تعبر عنها. لذلك ، يمكن استخدام النسخ من خلية واحدة لتحديد البصمة الجزيئية لكل خلية على حدة “، تشرح جوليا شتايجر ، المؤلف الأول للنشر الحالي.

في الدراسة ، تم تجميع الخلايا ذات بصمات الأصابع المتداخلة. سمح ذلك للعلماء بالتمييز بين أنواع خلايا معينة ، أو خلايا ، في مراحل انتقالية من التطور ، ولكل منها مجموعات تعبير فريدة. كما أنها مكنت الباحثين من تحديد النسل المشترك ومجموعات الخلايا الجذعية للأنسجة المختلفة.

ولدهشتهم ، وجدوا أنه على عكس الافتراضات السابقة ، فإن الخلايا العصبية والخلايا الغدية والخلايا الحسية الأخرى تأتي من مجموعة سلالة واحدة مشتركة ، والتي يمكن التحقق منها عن طريق التوسيم الجيني في الحيوانات الحية. نظرًا لأن بعض خلايا الغدد ذات الوظائف العصبية معروفة أيضًا في الفقاريات ، فقد يشير ذلك إلى علاقة تطورية قديمة جدًا بين خلايا الغدة والخلايا العصبية.

يتم استخدام الجينات القديمة باستمرار

يلعب أحد الجينات دورًا خاصًا في تطوير هذه الخلايا السلفية الشائعة. يتم التعبير عن SoxC في جميع الخلايا العصبية وخلايا الغدد والخلايا العصبية وهي ضرورية لتكوين جميع أنواع الخلايا هذه ، كما كان المؤلفون قادرين أيضًا على إثبات ذلك في تجارب خروج المغلوب.

“ومن المثير للاهتمام أن هذا الجين ليس غريبًا: فهو يلعب أيضًا دورًا مهمًا في تكوين الجهاز العصبي لدى البشر والعديد من الحيوانات الأخرى ، والذي يُظهر ، جنبًا إلى جنب مع البيانات الأخرى ، أن هذه الآليات التنظيمية الهامة للتمايز العصبوني تبدو محفوظة في مملكة الحيوان ، “يقول تكنو.

من خلال مقارنة مراحل الحياة المختلفة ، وجد المؤلفون أيضًا أنه في شقائق النعمان البحرية ، يتم الحفاظ على العمليات الجينية لتطور الخلايا العصبية من الجنين إلى البالغين ، مما يساهم في التوازن العصبي طوال الحياة. Nematostella vectensis.

هذا أمر رائع لأنه ، على عكس البشر ، يمكن لشقائق النعمان أن تحل محل الخلايا العصبية المفقودة أو التالفة طوال حياتهم. بالنسبة للبحوث المستقبلية ، يثير هذا السؤال حول كيفية إدارة شقائق النعمان البحرية للحفاظ على هذه الآليات ، والتي تحدث فقط في المرحلة الجنينية في الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا ، في الكائن البالغ بطريقة مضبوطة.

المرجع: “النسخ النصية للخلية المفردة تحدد المنظمين المحفوظين للأنساب العصبية الغدية” بقلم جوليا ستيجر ، أليسون جيه كول ، أندرياس داينر ، تاتيانا ليبيديفا ، جريجوري جينكوفيتش ، ألكسندر ريس ، روبرت رايشيل ، إليزابيث تاوديس ، مارك لاسنيج ، أولريش تكناو ، 20 سبتمبر 2022 إس تقارير الخلية.
DOI: 10.1016 / j.celrep.2022.111370

السابق
لن تتوقعوا المهنة التي عملت بها نهال عنبر قبل احتراف التمثيل.. والمفاجأة بما فعلته والدتها لمنعها من دخول عالم الفن!
التالي
سعر الدولار منتصف تعاملات اليوم الثلاثاء 15 نوفمبر 2022