يمكن لقنديل البحر الذي بحجم ظفر صغير أن يجدد مجساته المقطوعة في غضون يومين إلى ثلاثة أيام، ولكن كيف يتجدد؟ يعتمد تجديد الأنسجة الوظيفية في مجموعة متنوعة من الأنواع، بما في ذلك السمندل والحشرات، على القدرة على تكوين المأرمة، وهي مجموعة من الخلايا غير المتمايزة التي يمكنها إصلاح الضرر والنمو لتصبح زائدة مفقودة. تُظهِر قنديل البحر، وكذلك الكائنات المجوفة الأخرى مثل الشعاب المرجانية وشقائق النعمان البحرية، قدرات تجديدية قوية، لكن كيفية تشكيلها للكبسولة الحرجة ظلت لغزًا حتى الآن.
اكتشف علماء يابانيون أن أسماك قنديل البحر الكلدونية تستخدم خلايا متكاثرة تشبه الجذع لتجديد مخالبها، مما يوفر رؤى جديدة حول عملية تكوين الحويصلات وأوجه التشابه التطورية بينها وبين الأنواع الأخرى مثل السلمندر.
وكشف الفريق أن الخلايا المتكاثرة الشبيهة بالخلايا الجذعية - والتي تنمو وتنقسم بشكل نشط ولكنها لم تتمايز بعد إلى أنواع محددة من الخلايا - تظهر في موقع الإصابة وتساعد في تكوين الكبسولة. ونشرت نتائج البحث في المجلة العلمية "PLOS Biology" في 21 ديسمبر/كانون الأول.
وقال المؤلف المقابل يويشيرو ناكاجيما، المحاضر في كلية الدراسات العليا للصيدلة بجامعة طوكيو: "الأهم من ذلك، أن هذه الخلايا الجذعية المتكاثرة في الحويصلات تختلف عن الخلايا الجذعية الموجودة في اللوامس". "تساهم الخلايا المتكاثرة الخاصة بالإصلاح بشكل أساسي في الطبقة الخارجية الرقيقة لظهارة اللوامس المشكلة حديثًا."
وقال ناكاجيما: "الخلايا الجذعية المقيمة الموجودة في المجسات وبالقرب منها هي المسؤولة عن توليد جميع خطوط الخلايا أثناء التوازن والتجديد، مما يعني أنها تستطيع صيانة وإصلاح أي خلايا مطلوبة طوال حياة قنديل البحر". "الخلايا المتكاثرة الخاصة بالإصلاح تظهر فقط عند الإصابة. تعمل الخلايا الجذعية المقيمة والخلايا المتكاثرة الخاصة بالإصلاح معًا لتجديد وظيفة اللوامس بسرعة خلال أيام."
وقال المؤلف الأول سوسوكي فوجيتا، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر ناكاجيما بكلية الدراسات العليا للصيدلة، إن هذا الاكتشاف يساعد الباحثين على فهم كيفية اختلاف تكوين الحويصلات في المجموعات الحيوانية المختلفة.
وقال فوجيتا: "في هذه الدراسة، نهدف إلى دراسة آلية تكوين الحويصلة باستخدام مخالب قنديل البحر اللاسع (Cladonema) كنموذج للتجديد في الحيوانات غير البرمائية (أو الحيوانات التي لا تشكل جوانب - أو يسارًا أو يمينًا - أثناء التطور الجنيني)."
السلمندر، على سبيل المثال، من البرمائيات القادرة على تجديد أطرافه. تحتوي أطرافها على خلايا جذعية تقتصر على احتياجات أنواع معينة من الخلايا، وهي عملية تبدو مشابهة للخلايا المتكاثرة الخاصة بالإصلاح والتي لوحظت في قنديل البحر.
"بالنظر إلى أن الخلايا المتكاثرة الخاصة بالإصلاح تشبه الخلايا الجذعية المقيدة في أطراف السمندل البرمائي، يمكننا التكهن بأن الحويصلات التي تتكون من الخلايا المتكاثرة الخاصة بالإصلاح هي سمة شائعة تم اكتسابها بشكل مستقل أثناء تطور الحيوان لتجديد الأعضاء المعقدة والزوائد."
ويقول الباحثون إن الأدوات المتاحة حاليًا لدراسة أصول الخلية محدودة جدًا بحيث لا يمكنها توضيح مصدر هذه الخلايا أو تحديد خلايا أخرى مميزة تشبه الخلايا الجذعية.
وقال ناكاجيما: "يجب إدخال الأدوات الجينية لتتبع خطوط خلايا محددة والعمل في كلادونيما". "في النهاية، فهم آليات تكوين الكيسة الأريمية في الحيوانات المتجددة، بما في ذلك قنديل البحر، قد يساعدنا في تحديد المكونات الخلوية والجزيئية التي يمكن أن تحسن قدراتنا على التجدد."
المراجع: سوسوكي فوجيتا، ماكو تاكاهاشي، مانابو كومانو، إيرينا كوراناجا، ماسايوكي ميورا، يويشيرو ناكاجيما، "مجموعات مختلفة من الخلايا الجذعية تعزز التجديد الوظيفي لمخالب تنين البطلينوس"، 21 ديسمبر 2023، "علم الأحياء PLOS".
دوى:10.1371/journal.pbio.3002435
المصدر المجمع: ScitechDaily