إذا أخذت بيولوجيا المدرسة الثانوية ، فربما تعلمت عن قسم الخلايا: عملية حاسمة في جميع أشكال الحياة تسمى رسميًا الانقسام. لأكثر من مائة عام ، تعلم الطلاب أنه أثناء الانقسام ، تصبح خلية الوالدين كروية قبل الانقسام إلى خلايا ابنة من نفس الحجم والشكل. دراسة جديدة ، ومع ذلك ، قد تعيد كتابة العديد من الكتب المدرسية في علم الأحياء.
كشف الباحثون أن الانقسام لا يتميز دائمًا بتقريب الخلايا (عندما تصبح الخلية الوالدية كروية) ، مما يعني أن خلايا الابنة الناتجة ليست دائمًا متناظرة ، ولا تحمل نفس الوظيفة. تم تفصيل عملهم في دراسة نشرت يوم الخميس في مجلة Science ، ويحمل آثارًا مهمة على فهم تقسيم الخلايا في أمراض مثل السرطان.
“يتعلم الطلاب أنه عندما تنقسم الخلية ، فإنها ستولد شكلًا كرويًا موحدًا. ومع ذلك ، فإن دراستنا تبين أنه في الكائنات الحية الحقيقية ، فإن الأمر ليس بهذه البساطة”.
في الدراسة الجديدة ، لاحظ الباحثون تشكيل الأوعية الدموية في أجنة الزرد. يتكون نمو الأوعية الجديدة من خلايا بطيئة الحركة تقودها خلية واحدة سريعة الحركة. عندما خضعت الخلية الرائدة في الانقسام ، لم تصبح كروية أو خبرة. سمح الانقسام غير المتماثل بتكوين خليتين مختلفتين: خلية بطيئة الحركة وخلية واحدة سريعة الحركة لأخذ زمام المبادرة في مكان الخلية الأصل. في السابق ، ارتبط العلماء انقسام الخلايا غير المتماثلة بشكل أساسي مع خلايا متخصصة تسمى الخلايا الجذعية.
وقالت هولي لوفجروف ، مؤلفة الدراسة ومحاضرة في علوم القلب والأوعية الدموية بجامعة مانشستر: “إن استخدام أجنة الزرد الشفافة التي استمرت ليوم واحد يتيح لنا دراسة عملية ديناميكية مثل تقسيم الخلايا داخل كائن حي”. “لذلك نحن قادرون على إنتاج أفلام لهذا السلوك الأساسي للخلايا ، وبذلك تكشف عن جوانب جديدة مثيرة لكيفية نمو الأنسجة”.
علاوة على ذلك ، لاحظ الباحثون أن شكل الخلية الأم يمكن أن يحدد ما إذا كان انقسامها سيكون متماثلًا أو غير متماثل. على سبيل المثال ، لاحظوا أن الخلايا الأقصر والأوسع كانت أكثر عرضة لتصبح كروية وتقسيم إلى خلايا ابنة مماثلة. على النقيض من ذلك ، فإن الخلايا الطويلة والأرق لم “مستديرة” ، ونتيجة لذلك ، مقسمة بشكل غير متماثل.
لمزيد من التحقيق في هذا ، تعامل هربرت ، لوفجروف ، وزملاؤهم مع حجم الخلايا الوالدية البشرية عبر micropatterning. “يسمح لنا micropatterning بإنشاء بقع مجهرية من البروتينات التي يمكن أن تلتزم بها الخلايا” ، كما أوضحت جورجيا هولمز ، المؤلفة المشاركة في الدراسة ، وشريك باحث ما بعد الدكتوراه في كلية العلوم البيولوجية بجامعة مانشستر. “ستأخذ الخلايا بعد ذلك شكل التصحيح. وهذا يسمح لنا بالتالي بتغيير شكل الخلايا واختبار كيفية تأثير هذه الأشكال على انقسام الخلية اللاحق.”
وقال هربرت: “يشير أبحاثنا إلى أن شكل الخلية قبل أن تقسم يمكن أن يوجه بشكل أساسي ما إذا كانت الخلايا تتجول ، والأهم من ذلك ، إذا كانت بناتها متماثلة أو غير متماثلة في الحجم والوظيفة”.
نتيجة لذلك ، قد يتمكن العلماء يومًا ما من إنشاء خلايا ذات وظائف مختلفة عن طريق التحكم في شكل خلاياهم الأم. على نطاق أوسع ، تشير تحليلاتهم إلى أن الانقسامات غير المتماثلة تلعب دورًا مهمًا في إنشاء الأنسجة والأعضاء المختلفة. تحتوي الدراسة أيضًا على آثار مهمة على الأمراض مثل السرطان ، والتي يمكن أن تؤدي فيها الانقسام غير المتماثل إلى سلوكيات خلايا مختلفة قد تكون مرتبطة بتطور السرطان.
في غضون ذلك ، أفكارنا مع جميع الطلاب وأولياء الأمور ومسؤولي المدارس الذين قد يضطرون قريبًا إلى إنفاق مبلغ باهظ من المال على الكتب المدرسية المحدثة.