نوآوران آنلاین- چرا بارداری در بعضی از گونه ها بیشتر از بقیه طول می کشد؟ محققان مؤسسه فرانسیس کریک، ساعتی را کشف کردند که سرعت رشد جنین را تنظیم می کند و کشف کردند که این مکانیزم براساس نحوه ساخت و تجزیه پروتئین هاست.

این مطالعه که در مجلهScience  منتشر شده است، هم چنین می تواند به ما در درک چگونگی تکامل پستانداران مختلف از یک دیگر و به اصلاح روش های پزشکی احیا کننده کمک کند.

همه پستانداران برای رشد از مرحله رویانی به بزرگسالی مراحل یکسانی را دنبال می کنند. این شامل همان توالی رشدی است که با استفاده از ژن های مشابه و سیگنال های مولکولی صورت می گیرد. با این حال، سرعت پیشرفت در این مراحل به طور قابل توجهی از یک گونه به گونه دیگر متفاوت است. به عنوان مثال، سلول های عصبی که حرکت عضلات را کنترل می کنند در موش ها حدود سه روز طول می کشد، اما در انسان در مدت زمانی بیش از یک هفته رشد می کنند.

برای درک این که چه چیزی این سرعت رشد را در گونه های مختلف کنترل می کند، محقق "ترزا ریون" و همکارانش در آزمایشگاه توسعه پویایی "جیمز بریسکو" در کریک ابتدا سلول های عصبی حرکتی و سلول های بنیادی را در آزمایشگاه رشد دادند. آن ها توانستند رشد سلول ها را بدون هیچ گونه تأثیری از زمان رویانی مورد بررسی قرار دهند.

آن ها با استفاده از سلول های بنیادی موش و انسان، تفاوت یکسانی را در سرعت بین گونه ها مشاهده کردند. نورون های حرکتی انسان بیش از دو برابر سلول های عصبی حرکتی موش طول کشید. بنابراین آن ها می دانستند که پاسخ باید در داخل سلول ها باشد نه در محیط اطراف.

محققان همچنین با وارد کردن توالی DNA انسان در سلول های موش بررسی کردند که آیا ژن ها مسؤول هستند. نهایتاً به این نتیجه رسیدند که پاسخ در ژن ها نیز نبود.

در عوض، محققان کشف کردند که اختلاف در سرعت تجزیه و جایگزینی پروتئین ها تفاوت سرعت بین دو گونه را روشن می کند. پروتئین ها به طور مداوم در سلول ها ساخته می شوند و از بین می روند و این در سلول های موش دو برابر سریع تر از سلول های انسانی اتفاق می افتد.

این سرعت گردش پروتئین در سلول های موش موجب می شود که سرعت تشکیل نورون حرکتی افزایش یابد.

"ترزا رایون" توضیح داد: سلول های عصبی حرکتی انسان و موش از ژن ها و مولکول های یکسانی برای رشد جنینی خود استفاده می کنند، فقط مدت زمان بیشتری طول می کشد تا روند کار در انسان انجام شود. پروتئین ها در انسان پایدارتر از جنین موش هستند و سرعت رشد را کاهش می دهد.

درک مکانیسم هایی که سرعت رشد را کنترل می کنند در پزشکی نقش احیا کننده دارند و استفاده از سلول های بنیادی در درک بیماری ها کمک شایانی می کند. توانایی تسریع یا کاهش سرعت تولید سلول های بنیادی می تواند به اصلاح روش های تولید انواع خاصی از سلول ها برای کاربردهای تحقیقاتی و درمانی کمک و همچنین ممکن است بینشی را برای کند کردن رشد سلول ها در بیماری هایی مانند سرطان فراهم کند.

"جیمز بریسوکه" تیم تحقیقاتی را هدایت کرد و گفت: تغییر در زمان رشد به اصطلاح "هتروکرونی ها" نقش اساسی در تکامل تفاوت در اشکال و اندازه های بدن بین گونه ها دارد.

به عنوان مثال، مغز انسان بزرگتر است زیرا سلول هایش برای مدت زمان طولانی تری رشد می کنند.

بنابراین فراتر از کاربردهای عملی، درک چگونگی کنترل سرعت رشد جنینی این پتانسیل را دارد که به ما در درک چگونگی تکامل گونه های مختلف کمک کند.

یک شنبه ۲۰ سپتامبر ۲۰۲۰

(برابر با ۳۰ شهریور ۱۳۹۹)