في اكتشاف جديد يجمع بين علم الوراثة التطوري وأبحاث الدماغ والسمع والفيزياء النظرية، توصل فريق بحثي متعدد التخصصات إلى فهم جديد لكيفية تواصل الخلايا فيما بينها أثناء التطور الجنيني. هذا الاكتشاف قد يفتح آفاقاً جديدة في دراسة تطور الكائنات الحية وفهم العمليات المعقدة التي تحدث داخل الأنسجة الجنينية.
التواصل الخلوي: انسجام الحركة
أظهرت الدراسات أن الخلايا في طبقات الجلد الرقيقة تمتلك القدرة على تسجيل حركات الخلايا المجاورة ومزامنة حركاتها الصغيرة معها. يتيح هذا التنسيق للخلايا المجاورة أن تجتمع معاً بقوة أكبر، مما يعزز من قدرة الأنسجة على مقاومة القوى الخارجية. تعتبر هذه الحركات الدقيقة أسرع الإشارات التي تنتقل عبر الأنسجة الجنينية، مما يسمح للخلايا بالتنسيق بسرعة ومرونة عالية.
عندما تم حجب قدرة الخلايا على “الاستماع” لبعضها البعض وراثياً، لاحظ الباحثون تغيرات في الأنسجة وتأخر أو فشل في التطور، مما يبرز أهمية هذا التواصل الدقيق في نمو الأنسجة بشكل سليم.
النماذج الحاسوبية ودورها في كشف الأسرار
قام الباحثون بدمج التنسيق الخلوي في نماذج حاسوبية للأنسجة، وكشفت هذه النماذج أن الهمس بين الخلايا المجاورة يؤدي إلى تنسيق متشابك للنسيج بأكمله ويحميه من القوى الخارجية. تم تأكيد هذه النتائج من خلال تسجيلات فيديو لتطور الأجنة وتجارب إضافية.
أوضح الدكتور ماتياس هارينغ، قائد المجموعة في مركز CIDBN وأحد مؤلفي الدراسة، أن استخدام طرق الذكاء الاصطناعي والتحليل الحاسوبي سمح لهم بفحص أزواج من الخلايا بكمية تزيد مائة مرة عن السابق، مما أعطى نتائجهم دقة عالية لفهم هذه التفاعلات الحساسة بين الخلايا.
العلاقة بين السمع والتطور الجنيني
آليات التواصل الخلوي التي تم الكشف عنها هنا كانت معروفة بالفعل لدورها في عملية السمع. على سبيل المثال، عندما تُسمع الأصوات الهادئة جداً، تستجيب الخلايا الشعرية في الأذن، التي تحول الموجات الصوتية إلى إشارات عصبية، لحركات ميكانيكية صغيرة.
الأذن تتمتع بهذه الحساسية بفضل بروتينات خاصة تحول القوى الميكانيكية إلى تيارات كهربائية. ولكن حتى الآن، لم يكن أحد يشتبه في أن مثل هذه المستشعرات للقوة تلعب دوراً مهماً في التطور الجنيني.
الأصول التطورية للبروتينات الحساسة للقوة
يمكن أن يوفر هذا الظاهرة رؤى حول كيفية تطور إدراك القوة على المستوى الخلوي. يوضح البروفيسور فريد وولف، مدير مركز CIDBN وأحد مؤلفي الدراسة، أن الأصل التطوري لهذه البروتينات الحساسة للقوة ربما يعود إلى أسلافنا وحيدة الخلية التي نتشاركها مع الفطريات والتي ظهرت قبل ظهور الحياة الحيوانية بفترة طويلة.
ومع ذلك، كان الأمر مقتصراً على تطور الحيوانات الأولى حيث ظهرت التنوعات الحالية لهذا النوع من البروتين. يجب أن يحدد العمل المستقبلي ما إذا كانت الوظيفة الأصلية لهذه “الآلات النانوية” الخلوية هي إدراك القوى داخل الجسم بدلاً من إدراك العالم الخارجي كما في السمع.
الخاتمة
يعد هذا الاكتشاف خطوة كبيرة نحو فهم أعمق لكيفية تواصل الخلايا وتنسيقها أثناء التطور الجنيني. من خلال دمج العلوم المختلفة مثل الوراثة والفيزياء والذكاء الاصطناعي، تمكن الباحثون من إلقاء الضوء على العمليات الدقيقة التي تحدث داخل الأنسجة الجنينية. الأبحاث المستقبلية يمكن أن تكشف المزيد عن دور هذه البروتينات الحساسة للقوة في تطور الكائنات الحية وتكيفها مع البيئة.
