اكتشف العلماء طريقة جديدة لانقسام الخلايا الجنينية الكبيرة دون حلقة انقباضية كاملة، مما يتحدى النماذج التقليدية. باستخدام أجنة سمكة الزيبرا، حدد الباحثون نظام ترينقيت ميكانيكي يشمل الأنابيب الدقيقة وتغيرات في صلابة السيتوبلازم. النتائج، المنشورة في Nature، تفسر الانقسام في الخلايا الغنية بالصفار لدى عدة أنواع.
انقسام الخلية، أو السايتوكينيسيس، هو عملية أساسية في علم الأحياء، لكن ميكانيكياتها في المراحل الجنينية المبكرة حيرت الباحثين، خاصة في الحيوانات ذات الخلايا الكبيرة المملوءة بالصفار. قام فريق بقيادة Jan Brugués في Cluster of Excellence Physics of Life بجامعة TUD Dresden University of Technology بالاكتشاف آلية غير معروفة سابقًا تمكن هذه الخلايا الضخمة من الانقسام دون الاعتماد على الحلقة التقريبية القياسية القائمة على الأكتين. تصف النماذج التقليدية تشكيل الخلايا لحلقة انقباضية من بروتين الأكتين في منتصفها، والتي تضيق لفصلها إلى خلايا ابنة اثنتين. ومع ذلك، في أنواع مثل القروش والأرنب المريمي والطيور والزواحف، يمنع الصفار الكبير إغلاق الحلقة بالكامل. «مع صفار كبير كهذا في الخلية الجنينية، هناك قيد هندسي. كيف تبقى شريط انقباضي بأطراف مفكوكة مستقرًا ويولد قوة كافية لتقسيم هذه الخلايا الضخمة؟» تساءلت Alison Kickuth، المؤلفة الرئيسية والحاصلة على الدكتوراه مؤخرًا من المجموعة. مركزين على أجنة سمكة الزيبرا، التي تتميز بخلايا غنية بالصفار كبيرة الحجم في التطور المبكر، قطع الباحثون شريط الأكتين بليزر ورصدوا استمراره في الانقباض. أشار ذلك إلى دعم على طوله، مقدم من الأنابيب الدقيقة - مكون هيكلي آخر للسيتوبلازم. تعطيل الأنابيب الدقيقة، إما كيميائيًا أو بعائق قطرة زيت، أدى إلى انهيار الشريط، مؤكدًا دورها في الاستقرار والإشارة. كشفت تجارب إضافية أن صلابة السيتوبلازم تتغير مع دورة الخلية. خلال الإنترفاز، تصلب النجوم - هياكل الأنابيب الدقيقة المتوسعة - السيتوبلازم، مرسية الشريط. في المرحلة الانقسامية (المرحلة M)، يصبح سائلًا، مما يسمح بالحركة الداخلية. ومع ذلك، يهدد هذا السائلية عدم الاستقرار، الذي يتراجع الشريط جزئيًا لكنه يتعافى من خلال دورات جنينية سريعة. يعمل العملية كترينقيت ميكانيكي: يقاوم عدم الاستقرار أثناء المراحل السائلة بإعادة الاستقرار في الإنترفازات اللاحقة، مقدما الانقسام تدريجيًا عبر دورات متعددة حتى الإكمال. «آلية الترينقيت الزمنية تغير بشكل أساسي رؤيتنا لكيفية عمل السايتوكينيسيس»، قال Brugués. أضافت Kickuth: «سمكة الزيبرا حالة مثيرة للاهتمام، حيث أن انقسام السيتوبلازم في خلايا جنينية هي غير مستقرة بطبيعتها. للتغلب على هذا عدم الاستقرار، تنقسم خلاياها بسرعة، مما يسمح بدخول الشريط عبر عدة دورات خلوية من خلال التبادل بين الاستقرار والسائلية حتى إكمال الانقسام». يقدم هذا الاكتشاف إطارًا جديدًا للسايتوكينيسيس في الأجنة الكبيرة الغنية بالصفار عبر الأنواع البيضية، مشددًا على دور خصائص السيتوبلازم المؤقتة في العمليات الخلوية. يظهر الدراسة في Nature.
