كشفت الأبحاث الجينية: هذه هي الطريقة التي يعمل بها "هوائي" الخميرة

ويمكن للاكتشاف الجديد أن يسلط الضوء على الآليات الأساسية التي تتحكم في استقلاب السكر في الكائنات الحية الأخرى، بما في ذلك البشر.

الخمائر هي كائنات حية وحيدة الخلية تنتمي إلى عائلة الفطريات. هناك المئات من الأنواع المختلفة من الخميرة، ولكن أشهرها هي S. cerevisiae، وهي الخميرة التي يستخدمها البشر بشكل رئيسي في الخبز وفي إنتاج الإيثانول للأرواح، وللأغراض الطبية وللأبحاث. نظرًا لأن الخميرة كائن حي بسيط ولكنه يحتوي على نواة، فهي بمثابة نموذج جيد للبحث الأساسي وفهم الخلايا البشرية. تنتج الخمائر طاقتها عن طريق تكسير السكر الموجود في بيئتها، وتتكاثر عن طريق التبرعم أو التكاثر الجنسي.

كشفت دراسة جديدة أجرتها جامعة تل أبيب لأول مرة آلية عمل البروتين الذي يعمل بمثابة نوع من "الهوائي" الذي يستشعر الجوع في خلايا الخميرة وكيفية تنشيطه. ووفقا للباحثين، فإن "الهوائي" يكتشف مستوى الحموضة في خلية الخميرة ويعطي إشارة للخلية حول كمية السكر الموجودة فيها. وتكمن أهمية البحث في أن خلية الخميرة تحاكي خلية بشرية، ويقدر الباحثون أنه بمساعدة النتائج الجديدة سيكون من الممكن فهم آليات أكثر تعقيدا في جسم الإنسان.

أُجري البحث بقيادة الباحث الدكتور كوبي سيمبسون لافي في مختبر البروفيسور مارتن كوبيك من كلية شيمونيس لأبحاث الطب الحيوي وأبحاث السرطان، كلية علوم الحياة. ونشرت الدراسة في مجلة "آي ساينس".

ألعاب جوع الخميرة

ووفقا للباحثين، لم يتمكن العلم حتى الآن من فك الآلية الداخلية التي تجعل الخميرة تعبر عن الجوع. وميزة حل اللغز هي القدرة على فهم الآليات المعقدة لعملية التمثيل الغذائي لدى البشر. يمكن لنموذج الخميرة أن يلمح إلى مسارات التمثيل الغذائي التي لم يتم الكشف عنها بعد لدى البشر ويساعدنا في القضاء على أمراض مثل مرض السكري والسمنة وما إلى ذلك.

يوضح البروفيسور كوبيك: "الخميرة هي نموذج بحثي مناسب للغاية، من ناحية، فهي سهلة جدًا للعمل التجريبي، ومن ناحية أخرى، تحتوي على نواة والعديد من العضيات التي تذكرنا بجسم الإنسان. وفي هذا الصدد، وفي الدراسة، اكتشفنا أن البروتين الموجود في الخميرة والذي يسمى Snf1، يتم التحكم فيه عن طريق نوع من "الهوائي" القادر على قياس مستوى الحموضة في الخلية.

"الآلية التي اكتشفناها تعمل بهذه الطريقة: إذا كان هناك جلوكوز (غذاء شيمر) في الخلية، فإن المضخة الموجودة على جدار الخلية تغير مستوى الحموضة في الخلية. وفي الخطوة التالية، يلتقط الهوائي في Snf1 هذا الإجراء و"يرسل" إشارة إلى الخلية التي يمكنها تناولها، وعندما ينفد الجلوكوز، تتوقف المضخة عن نشاطها ويلتقطه الهوائي، ويغير شكل البروتين، ويدخل إلى نواة الخلية ويوجهها إلى تناول أطعمة أخرى، على سبيل المثال الإيثانول". ويمكن للاكتشاف الجديد أن يسلط الضوء على الآليات الأساسية التي تتحكم في استقلاب السكر في الكائنات الحية الأخرى، بما في ذلك البشر.

ويضيف البروفيسور كوبيك: "في العلوم الأساسية، نحاول معرفة كيفية عمل الخلايا. إن فهم العمليات الأساسية للخلية يمنحنا أدوات لدراسة العمليات المعقدة، مثل تطور مرض السكري أو السرطان، ويمكن أن يؤدي إلى تطور الأدوية التي من شأنها أن تساعد الإنسانية."

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• الطبيعة: خميرة البيرة المهندسة ستنتج المخدرات
• تم افتتاح مركز للتجارب ما قبل السريرية والمركز الوطني لأبحاث الأيض في جامعة بار إيلان باستثمار حوالي عشرة ملايين شيكل.
• تراث حياة أجدادنا
• التكلفة الحقيقية للتلوث في سيبيريا