اكتشف علماء بروتينات قد تسمح لنا يومًا ما بإعادة المرونة إلى الأدمغة والقضاء على الشيخوخة.
كشفت دراسة جديدة أجراها علماء الأحياء في كلية بيرلمان للطب بجامعة بنسلفانيا ونشرت في مجلة Cell، أن النمل قادر على التحول من حالة عاملة إلى “حالة شبيهة بالملكة” بفضل تعديل طفيف في بروتين واحد في دماغه.
بروتين Kr-h1
عزل علماء الأحياء الخلايا العصبية من أدمغة النمل الهندي القافز (Harpegnathos saltator)، والتي اشتق اسمها من قدرتها على القفز بضع بوصات.
وجد الخبراء أن البروتين، المسمى Kr-h1، ينظم انتقال النمل من عامل مكلف بإيجاد الطعام، إلى “gamergate” وتشبه الملكة في أدوارها، على الرغم من أنها ليست ملكات، بل في الواقع هم عاملات يمكنهن التكاثر في حالة عدم وجود ملكة في المستعمرة.
تفاصيل الدراسة
أوضح مؤلف الدراسة البروفيسور روبرتو بوناسيو، أن “أدمغة الحيوانات من البلاستيك” وهذه العملية، التي تحدث أيضًا في أدمغة البشر -خلال فترة المراهقة- ضرورية للبقاء على قيد الحياة، لكن الآليات الجزيئية التي تتحكم فيها ليست مفهومة تمامًا.
في مستعمرة النمل، يحافظ العمال على المستعمرة من خلال إيجاد الطعام ومحاربة الغزاة، في حين أن المهمة الرئيسية للملكة هي وضع البيض.
عندما تموت الملكة، تبدأ فترة من القتال العنيف داخل المستعمرة، وبعد ذلك يكسب عدد قليل من الأفراد حقوق الإنجاب، ويتعرضون لتغييرات جذرية في السلوك الاجتماعي داخل المستعمرة.
[two-column]
وجد الخبراء أن البروتين المسمى Kr-h1، ينظم انتقال النمل من عامل مكلف بإيجاد الطعام، إلى “gamergate” وتشبه الملكة في أدوارها
[/two-column]
حل اللغز
طور الباحثون طريقة لعزل الخلايا العصبية من النمل وحفظها في أطباق بلاستيكية في المختبر، مما سمح باكتشاف كيفية استجابتهم لهرمونين، يسمى هرمون الأحداث (JH3) وecdysone (20E)، وهما موجودان على مستويات مختلفة في أجسام كل من العاملات والملكات.
وجد الباحثون أن JH3 و20E أنتجا أنماطًا مميزة من التنشيط الجيني في أدمغة الملكات والعاملات من النمل، والمزيد من JH3 والقليل من 20E يجعل النمل يتصرف مثل العاملات، بينما التقليل من JH3 والإكثار من 20E يجعل النمل يتصرف مثل gamergates.
لكن المفاجأة الأكبر كانت أن الهرمونين أثرا على الخلايا العصبية من خلال تنشيط Kr-h1، وهو يقمع سلوك العاملات ويعزز سلوك الملكات. وبهذا يشبه بروتين Kr-h1 إلى حد ما مفتاح الضوء، والهرمونات هي القوى التي تعمل على تشغيله أو إيقافه.
نتائج غير متوقعة
قالت مؤلفة الدراسة شيلي بيرجر، التي تعمل أيضًا في جامعة بنسلفانيا: “ينظم هذا البروتين الجينات المختلفة في العاملات والملكات ويمنع النمل من أداء سلوكيات “غير ملائمة اجتماعيًا”.
وأضافت “هذا يعني أن Kr-h1 مطلوب للحفاظ على الحدود بين الطبقات الاجتماعية ولضمان استمرار العاملات في العمل بينما تستمر الملكات في أداء أدوارهن.
إذا أزيل Kr-h1 من الخلايا العصبية للنمل، فإن gamergates سيبدأ في التصرف مثل العاملات، وسيبدأ النمل العامل في التصرف مثل gamergates.
قال البروفيسور بوناسيو: “لم نتوقع أن نفس البروتين يمكنه إسكات الجينات المختلفة في أدمغة الطبقات المختلفة، لقد اعتقدنا أن هذه الوظائف سيتم تخصيصها لعاملين مختلفين أو أكثر، كل واحد منهم موجود فقط في واحد أو آخر من الدماغ.
وتابع أن “اكتشاف هذه البروتينات قد يسمح لنا يومًا ما بإعادة المرونة إلى الأدمغة التي فقدتها – على سبيل المثال، أدمغة الشيخوخة”.
في الدراسات المستقبلية، يخطط الباحثون لاستكشاف دور Kr-h1 في الكائنات الحية الأخرى، وكذلك كيفية تأثير البيئة على تنظيم الجينات، وبالتالي مرونة الدماغ وسلوكه.
اقرأ أيضًا
