الهامستر السوري يساعد العلماء في الكشف عن السر الجيني للسبات (تفاصيل)
تاريخ النشر: 3rd, October 2024 GMT
استطاع العلماء تحديد جين يمكّن خلايا الثدييات من البقاء على قيد الحياة لفترات طويلة في درجات حرارة منخفضة للغاية، وهو ما تتعرض له الحيوانات أثناء السبات.
وثبت أن درجات حرارة الجسم التي تقل عن 10 درجات مئوية، قاتلة بسرعة للإنسان والعديد من الثدييات الأخرى، لأن الإجهاد البارد المطول يتسبب في تراكم الجذور الحرة الضارة في الخلايا، وخاصة جذور بيروكسيد الدهون، ما يؤدي إلى موت الخلايا وفشل الأعضاء لكن بعض أنواع الثدييات يمكنها البقاء على قيد الحياة من الإجهاد البارد عن طريق السبات.
ويتضمن السبات في العديد من الثدييات الصغيرة دورات من أيام إلى أسابيع من الخمول العميق حيث تتوقف الحيوانات عن الحركة وتنخفض درجة حرارة أجسامها إلى مستويات منخفضة للغاية، تتخللها فترات قصيرة من درجة حرارة الجسم الطبيعية والنشاط.
والآن، حددت دراسة بقيادة الأستاذ المساعد ماساميتسو سون والأستاذ يوشيفومي ياماجوتشي من جامعة هوكايدو باليابان، جينا رئيسيا يساعد الهامستر السوري (الهامستر الذهبي، Mesocricetus auratus) في حالة السبات على تجنب موت الخلايا الناجم عن البرد.
ولتحديد الجين، قام العلماء أولا بهندسة خلايا سرطانية بشرية حساسة للبرد لتحمل جينات من خلايا الهامستر المقاومة للبرد، ثم قاموا بتعريض الخلايا البشرية لتكرار ظروف البرد المطولة وإعادة التدفئة من البرد.
ومن خلال تحليل جينومات الخلايا البشرية التي نجت من التعرض للبرد وضغوط إعادة التدفئة، تمكن الفريق من تحديد جينات الهامستر التي تم دمجها في جينوم الخلايا البشرية وتمكينها من البقاء على قيد الحياة في البرد.
وكشف التحليل عن مرشح محتمل: الجين الذي يشفر "الغلوتاثيون بيروكسيديز 4" (Gpx4)، وهو أحد أفراد عائلة البروتينات المعروفة بالفعل بتقليل تأثير أنواع الأكسجين التفاعلية في الخلايا الثديية.
وعندما تم قمع نشاط هذا الجين في خلايا الهامستر، إما عن طريق هندسة نسخة منه أو عن طريق قمع نشاطه كيميائيا، لم تتمكن الخلايا من البقاء على قيد الحياة إلا لفترات أقصر من التعرض للبرد الشديد - يومين، بدلا من خمسة أيام - قبل أن تموت بسبب تراكم بيروكسيد الدهون.
ويتم التعبير عن بروتين Gpx4 في الخلايا البشرية وخلايا الهامستر، ولكن الهامستر فقط هو الذي يمكنه السبات، لذلك فحص فريق البحث ما إذا كان بروتين Gpx4 البشري وبروتين Gpx4 في الهامستر يتصرفان بشكل مختلف.
ومن المثير للاهتمام أنهم وجدوا أن بروتين Gpx4 البشري يمكنه أيضا توفير الحماية من البرد عند الإفراط في التعبير عنه في الخلايا البشرية.
ويقول الدكتور سون: "ما يزال السؤال مفتوحا لماذا تكون الخلايا غير السباتية أكثر عرضة للإجهاد البارد من الخلايا السباتية على الرغم من أن مستويات التعبير عن بروتين Gpx4 قابلة للمقارنة".
وتعد هذه النتائج خطوة أولى نحو فهم أخيرا لغز كيف يمكن لبعض الثدييات أن تدخل في سبات آمن في البرد الشديد.
ويمكن أن يكون لهذا الاكتشاف تطبيقات محتملة لصحة الإنسان، مثل تحسين الحفاظ على الأعضاء على المدى الطويل للزرع باستخدام درجات حرارة منخفضة، أو في استخدام انخفاض حرارة الجسم كأداة علاجية.
المصدر: بوابة الوفد
كلمات دلالية: الثدييات درجات حرارة الجسم الإجهاد الجذور الحرة السبات البقاء على قید الحیاة الخلایا البشریة فی الخلایا
إقرأ أيضاً:
تقنية ثورية تقود إلى أول ولادة بشرية حية باستخدام الخلايا الجذعية
بيرو – طور علماء تقنية جديدة تسمى “فيرتيلو” (Fertilo)، تعتمد على الخلايا الجذعية لمساعدة الأجنة على النضوج خارج جسم الأم، ما أدى إلى أول ولادة بشرية حية في العالم باستخدام هذه التقنية.
وأعلنت شركة شركة Gameto عن ولادة أول طفل تم الحمل به باستخدام تقنية “فيرتيلو” الجديدة في السابع من ديسمبر في فيرتيلو، في بيرو.
وتشير الشركة إلى أن تقنية “فيرتيلو” هي بديل أسرع وأكثر أمانا ويسهل الوصول إليها من التلقيح الصناعي التقليدي.
ومنذ ولادة أول “طفل أنابيب” في العالم في عام 1978، أصبح التلقيح الصناعي (IVF) علاجا شائعا للأزواج الذين يعانون من مشكلات العقم.
وعلى الرغم من نجاح هذه التقنية، إلا أنها تواجه العديد من التحديات، من بينها التكلفة المرتفعة، والمدة الطويلة التي تستغرقها، والأعراض الجانبية المحتملة مثل متلازمة فرط تحفيز المبيض التي تسبب تورما مؤلما في المبايض.
وعادة، يتضمن التلقيح الصناعي جمع البويضات الناضجة من مبايض المرأة وتخصيبها في المختبر ثم نقل الأجنة المخصبة إلى الرحم.
وتتطلب العملية حقنا هرمونية لتحفيز إنتاج البويضات، والتي يمكن أن تصل إلى 90 حقنة لكل دورة علاج.
وفي حين أن معدل نجاح التلقيح الاصطناعي مرتفع نسبيا، إلا أنه ليس خاليا من العيوب، بما في ذلك الإجهاد البدني الناتج عن الحقن الهرموني المتكرر والتكلفة العاطفية للعملية.
ولذلك، تبدو تقنية “فيرتيلو” بديلا أكثر أمانا وكفاءة.
وتستخدم عملية “فيرتيلو” نهجا مبتكرا لتحسين عملية التلقيح الاصطناعي. وبدلا من الاعتماد على حقن الهرمونات لتنضج البويضات، تأخذ “فيرتيلو” خلايا دعم المبيض (ovarian support cells) المشتقة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات (iPSCs) وتستخدمها لمساعدة البويضات غير الناضجة على النضوج في المختبر.
وتحاكي هذه الطريقة عملية نضوج البويضات الطبيعية، ما يجعل الإجراء أسرع وأقل تدخلا.
وأظهرت دراسة أجريت عام 2023 أن “فيرتيلو” يحسن بشكل كبير نضوج البويضات وتكوين الأجنة.
وتدعي شركة Gameto، وهي شركة تكنولوجيا حيوية تعمل على تطوير حلول علاجية جديدة لصحة المرأة، ومقرها نيويورك، أن إجراء “فيرتيلو” يلغي 80% من حقن الهرمونات المطلوبة في التلقيح الاصطناعي التقليدي ويقصر دورة العلاج إلى ثلاثة أيام فقط.
وأوضح الدكتور لويس غوزمان، الباحث الرئيسي في مختبرات برانور في بيرو، والمسؤول عن إجراء “فيرتيلو” الذي نتج عنه أول ولادة حية: “إن القدرة على إنضاج البويضات خارج الجسم بأقل تدخل هرموني تقلل بشكل كبير من المخاطر مثل متلازمة فرط تحفيز المبيض، وتخفف من الآثار الجانبية الناجمة عن جرعات عالية من الهرمونات”.
وأُجريت أول ولادة بشرية حية باستخدام طريقة “فيرتيلو” في ليما، بيرو، في عيادة سانتا إيزابيل. وقد أعربت والدة الطفل عن امتنانها بنهج “فيرتيلو”. وقالت: “كانت طريقة فيرتيلو الخيار المفضل مقارنة بالطرق التقليدية”.
وأعلنت شركة Gameto مؤخرا عن شراكة مع IVF Australia. وقد تمت الموافقة على تقنية “فيرتيلو” الآن في العديد من البلدان، بما في ذلك أستراليا واليابان والأرجنتين وباراغواي والمكسيك وبيرو. كما تستعد الشركة لتجارب المرحلة الثالثة في الولايات المتحدة، والتي قد تجعل التكنولوجيا متاحة لعدد أكبر من السكان.
المصدر: Interesting Engineering
عادل حمودة: الثورة السورية أصبحت صراعا دوليا متعدد الأطراف