أنواع جديدة من بطيء المشية تكشف أسرار مقاومة الإشعاع

أنواع جديدة من بطيء المشية تكشف أسرار مقاومة الإشعاع

إن الأنواع الموصوفة حديثًا من بطيئات المشية تعطي العلماء نظرة ثاقبة حول ما يجعل هذه المخلوقات الصغيرة ذات الثمانية أرجل مرنة جدًا في مواجهة الإشعاع.

لطالما أذهلت دببة الماء، المعروفة أيضًا باسم دب الماء، العلماء بقدرتها على البقاء على قيد الحياة في الظروف القاسية، بما في ذلك الإشعاع بمستويات أعلى بنحو 1000 مرة من الجرعة المميتة للإنسان. هناك حوالي 1500 نوع معروف من بطيئات المشية، ولكن لم تتم دراسة سوى عدد قليل منها جيدًا.

الآن قام العلماء بتسلسل الجينوم لنوع جديد علميًا وكشفوا عن بعض الآليات الجزيئية التي تمنح بطيئات المشية مرونتها الاستثنائية. دراستهم نشرت في مجلة Science في 24 أكتوبر 1 يحدد الآلاف من جينات بطيئات المشية التي تصبح أكثر نشاطًا عند تعرضها للإشعاع. تشير هذه العمليات إلى وجود نظام دفاعي متطور يحمي الحمض النووي من الضرر الذي يسببه الإشعاع ويصلح التشققات التي تحدث.

ويأمل المؤلفون أن يتم استخدام النتائج التي توصلوا إليها لحماية رواد الفضاء من الإشعاع أثناء المهام الفضائية، أو تنظيف التلوث النووي، أو تحسين علاج السرطان.

يقول لينغ تشيانغ تشانغ، المؤلف المشارك للدراسة وعالم الأحياء الجزيئية والخلوية في معهد بكين لعلم الحياة: "هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد في تحسين مقاومة الإجهاد للخلايا البشرية، الأمر الذي سيفيد المرضى الذين يخضعون للعلاج الإشعاعي".

الجينات الواقية

منذ حوالي ست سنوات، ذهب تشانغ وزملاؤه إلى جبال فونيو في مقاطعة خنان الصينية لجمع عينات من الطحالب. في المختبر وتحت المجهر، حددوا نوعًا غير موثق سابقًا من بطيئات المشية، والذي أطلقوا عليه اسم Hypsibius henanensis. وأظهر تسلسل الجينوم أن هذا النوع يحتوي على 14701 جينًا، 30% منها كانت فريدة من نوعها لبطيئات المشية.

عندما قام الباحثون بتعريض H. henanensis لجرعات إشعاعية تتراوح بين 200 و 2000 جراي - وهو ما يتجاوز بكثير ما يمكن أن يعيشه البشر - وجدوا أن 2801 جينًا مشاركًا في إصلاح الحمض النووي وانقسام الخلايا والاستجابات المناعية أصبحت نشطة.

يقول بوب غولدستين، عالم الأحياء الخلوي في جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل، الذي درس بطيئات المشية لمدة 25 عامًا: "يبدو الأمر كما لو كان في زمن الحرب، عندما يتم إعادة تجهيز المصانع لإنتاج الذخائر فقط. إنه تقريبًا عند المستوى الذي تتم فيه إعادة هندسة التعبير الجيني". "نحن منبهرون بكيفية قيام الكائن الحي بتغيير تعبيره الجيني لإنتاج العديد من النسخ لجينات معينة."

يقوم أحد الجينات، المسمى TRID1، بتشفير بروتين يساعد في إصلاح التشققات المزدوجة في الحمض النووي عن طريق تجنيد بروتينات متخصصة في مواقع الضرر. يقول غولدستين: "هذا جين جديد، على حد علمي، لم يدرسه أحد".

ويقدر الباحثون أيضًا أن 0.5-3.1% من جينات بطيئات المشية تم الحصول عليها من كائنات حية أخرى من خلال عملية تسمى نقل الجينات الأفقي. يسمح الجين المسمى DODA1، والذي يبدو أنه يأتي من البكتيريا، لبطيئات المشية بإنتاج أربعة أنواع من الأصباغ المضادة للأكسدة المعروفة باسم البيتالين. يمكن لهذه الأصباغ تحييد بعض المواد الكيميائية التفاعلية الضارة التي يسببها الإشعاع في الخلايا، والتي تمثل 60-70٪ من الآثار الضارة للإشعاع.

عالج الباحثون الخلايا البشرية بأحد مركبات بيتالين بطيئات المشية، ووجدوا أن هذه الخلايا كانت أكثر قدرة على النجاة من الإشعاع مقارنة بالخلايا غير المعالجة.

لا يوجد تاريخ انتهاء الصلاحية

إن دراسة الآليات الجزيئية التي تمكن بطيئات المشية من تحمل الظروف القاسية الأخرى، مثل درجات الحرارة المرتفعة، والحرمان من الهواء، والجفاف، والجوع، يمكن أن يكون لها تطبيقات بعيدة المدى. على سبيل المثال، يمكن أن يحسن العمر الافتراضي للمواد الحساسة مثل اللقاحات. يقول غولدستين: "جميع أدويتك لها تاريخ انتهاء الصلاحية، لكن بطيئات المشية لا تحتوي على تاريخ انتهاء الصلاحية".

وتضيف ناديا موبيرج، عالمة فسيولوجيا الحيوان في جامعة كوبنهاجن، أن مقارنة هذه الآليات بين أنواع دب الماء المختلفة يعد جزءًا مهمًا من هذا البحث. وتقول: "ليس لدينا حتى الآن ما يكفي من المعرفة حول الأنواع المختلفة من بطيئات المشية الموجودة".

يقول غولدشتاين إن هذه الحيوانات لديها "ثروة من المركبات الوقائية التي من المرجح أن توفر رؤى أكثر إثارة للاهتمام وإفادة". "نريد أن نفهم كيف يعملون وما هي الإمكانات التي لديهم."

1. لي. لام وآخرون. العلوم 386، eadl0799 (2024).

   شرط
   جوجل الباحث العلمي

تحميل المراجع