العلم / لاحظ باحثون إسرائيليون لأول مرة التكاثر "التعاوني" للمخلوقات وحيدة الخلية

تندفع الأميبا "القابلة" بين "الأم" و"الابنة" وتدفعهما في اتجاهين متعاكسين، وتختلف تقنيات التكاثر في الطبيعة وتتنوع، لكن يمكن تقسيمها جميعا إلى تكاثر جنسي
والتكاثر اللاجنسي. في التكاثر الجنسي، يشارك شريكان ويساعدان بعضهما البعض. مثل هذا الشيء، هكذا ظنوا

ماريت سلون، "الأرض"

22/03/2001
القسم "التعاوني" للأميبا. الأميبا «القابلة» تنحصر بين «الأم» و«الابنة» وتدفعهما في اتجاهين متعاكسين

الخميس 22 آذار 2001 الموافق XNUMX آذار XNUMX

العلم / لاحظ باحثون إسرائيليون لأول مرة التكاثر "التعاوني" للمخلوقات وحيدة الخلية

على اليمين الأميبا الأم، وعلى اليسار الأميبا الابنة، وفي الوسط الأميبا القابلة

بقلم ماريت سيلفين، "أرض"

القسم "التعاوني" للأميبا.

تندفع الأميبا "القابلة" بين "الأم" و"الابنة" وتدفعهما في اتجاهين متعاكسين، وتختلف تقنيات التكاثر في الطبيعة وتتنوع، لكن يمكن تقسيمها جميعا إلى تكاثر جنسي
والتكاثر اللاجنسي. في التكاثر الجنسي، يشارك شريكان ويساعدان بعضهما البعض. ويعتقد حتى الآن أن مثل هذا الشيء لا يحدث في التكاثر اللاجنسي. لكن فريق بحث متعدد التخصصات من معهد وايزمان، يدرس ثقافة الأميبات (التي تتم لا جنسيا، من خلال انقسام الخلايا)، لاحظ لأول مرة المساعدة المتبادلة في عملية التكاثر في العالم المجهري لهذه الكائنات وحيدة الخلية. ويتم نشر اكتشافهم اليوم في مجلة "الطبيعة".

تتكاثر الأميبا على النحو التالي: تضاعف الأميبا حملها الجيني، وتخلق نواتين، وتبدأ في الانتفاخ وفي الوسط يضيق "الخصر" الضيق. تستمر هذه العملية حتى يتم تشكيل خليتين منفصلتين تقريبًا، متصلتين بممر ضيق جدًا. في هذه المرحلة المصيرية التي تسبق الانفصال، هناك عدة سيناريوهات ممكنة. في إحداهما، تمد الخليتان – "الأم" و"الابنة" - المنطقة التي تربطهما حتى تنكسر؛ وفي الحالة الأخرى، تقوم "الأم" و"الابنة" بتمديد وتمديد منطقة الوصل، لكنهما يفشلان في الانفصال عن بعضهما البعض والعودة إلى تكوين الخلية الواحدة، والذي يحتوي الآن على نواتين. وحتى الآن، اعتقد العلماء أن هذين السيناريوهين هما الوحيدان الممكنان، لكن الباحثين من معهد وايزمان أظهروا أن هناك سيناريو ثالثا، تشارك فيه أميبا ثالثة تلعب دور "القابلة".

بدأ البحث البروفيسور إليشا موزيس من قسم فيزياء الأنظمة المعقدة. يهتم موسى بالجوانب الفيزيائية لعملية انقسام الخلايا. يقول موسى: "باعتباري فيزيائيًا، كنت مهتمًا بمعرفة كيف تتمكن الخلية من إنتاج بنية من الجزيئات الحركية القادرة على الانقباض حتى يتم قطع الجزء الذي يربط بين الخليتين". تحدث موزيس عن بحثه للبروفيسور ديفيد ميرلمان، عميد كلية الكيمياء الحيوية في المعهد، الذي يدرس، من بين أمور أخرى، خصائص الأميبا. اقترح ميرلمان أن يقوم موسى بإجراء البحث على الأميبا، التي تتكاثر بمعدل أسرع من معظم الخلايا. أحضر ميرلمان الأميبات الخاصة به إلى مختبر موسى، المجهز بأنظمة متقدمة لمراقبة وتوثيق وقياس العمليات الفيزيائية التي تحدث في الخلية الواحدة. بدأ فريق البحث، الذي ضم أيضًا طلاب البحث فازيت ليفيروس ودودو بيرون ودرور ساجي، في توثيق الأميبا المنقسمة.

يقول بيرون: "أول شيء أردنا رؤيته هو كيفية انقسام الخلايا. واعتقدنا أننا قد نكون قادرين على الحصول على أدلة من طريقة الانقسام والقياسات الفيزيائية على المحرك التي تقلص الاتصال بين الخليتين". بدأ الفريق بتوثيق الأميبا
التي تنقسم، ثم اتضح، لمفاجأة الجميع، أنه في حالات قليلة، عندما تحاول الأميبا "الأم" الانفصال عن الأميبا "الابنة"، تأتي أميبا ثالثة لمساعدتها، والتي يتم دفعها بين الأميبا "الأم". "يدوس" "الحبل السري" ويدفع الأميبتين في اتجاهين متعاكسين حتى علق الخيط بينهما وذهب كل منهما في طريقه. يقول موزيس: "قال لي الطلاب: تعالوا وانظروا كيف تساعد الأميبا بعضها البعض. كان من الصعب بالنسبة لي أن أصدق أن شيئًا كهذا يمكن أن يحدث، لكن الطلاب أصروا. لقد تدخلنا وخسرت". التدخل".

يقول ميرلمان: «منذ سنوات مضت، كان الاعتقاد السائد هو أن كل كائن أحادي الخلية يعيش بشكل مستقل تمامًا». "اليوم أصبح من الواضح أكثر فأكثر أن الخلايا المنفردة تجري حوارًا مع الخلايا المنفردة في بيئتها. فهي تشعر بوجود خلايا أخرى بالقرب منها من خلال الرسائل الكيميائية التي ترسلها. ولكل منها مستقبل وأيضًا مادة كيميائية ترسلها". وهذه هي الطريقة التي يتواصلون بها، واعتقدنا أن هذه هي أيضًا الطريقة التي تقرأ بها الأميبا المنقسمة للحصول على المساعدة". ولاختبار الفرضية، قام الباحثون بإدخال أنبوب مجهري في المحلول الذي تعيش فيه الأميبا. لقد قاموا بتقريب الأنبوب من المنطقة الفاصلة بين زوج من الأميبات الموجودة في منتصف عملية الانقسام، وامتصوا القليل من المحلول الموجود في المنطقة. وفي الخطوة التالية، قاموا بتقطير القليل من هذا المحلول عند نقطة معينة في الطبق الذي تعيش فيه الأميبات التي لم تكن مشغولة بالانقسام. النتيجة: تم سحب الأميبات بسرعة إلى منطقة التسريب. عندما تم نقل أنبوب التسريب، بدأت الأميبات في "مطاردته".

يقول ميرلمان: "إن التواصل الكيميائي بين الكائنات بغرض التكاثر أمر معروف في الطبيعة". "تفرز الحشرات الفيرومونات وبمساعدتها تجد رفيقها. ويبدو أن الرغبة في التكاثر تثير مثل هذه الآليات في المخلوقات البدائية أيضًا." ويعتقد الباحثون أن المادة التي ترسل بها الأميبا المنقسمة إشارة وتستغيث، هي مادة فريدة تتكون من مزيج من قطعة بروتين وقطعة دهنية وسكر. توجد هذه المادة، التي تسمى LPG، على غشاء خلية الأميبا. عندما تحاول الأميبا الانقسام، فإن الغشاء الموجود في منطقة الانقسام يتمدد وينقبض. ويبدو أن هذه الجهود تؤدي إلى إطلاق بعض غاز البترول المسال من غشاء الخلية إلى المحلول الغذائي الذي تعيش فيه الأميبا. ونتيجة لذلك، يزداد تركيزه بالقرب من منطقة "الخصر الضيق" التي تحتاج إلى المساعدة. تستشعر الأميبات الموجودة في البيئة المادة، وتنجذب إلى المنطقة وتساعد رفاقها على إنهاء عملية التقسيم. وسيتم اختبار هذه الفرضية من قبل فريق البحث قريبا.

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~310712503~~~59&SiteName=hayadan