الكشف عن آلية تعبئة الحمض النووي في مساحة صغير أثناء إنتاج الحيوانات المنوية!
وفي هذه العملية يجب ألا تتشابك الخيوط الدقيقة في عقدة لا تنفصم ولا يجب أن تتمزق. غالبًا ما نجلس على الحقيبة لإغلاقها يلجأ الجسم إلى حيلة مماثلة أثناء تكوين الحيوانات المنوية.
• الكشف عن آلية تعبئة الحمض النووي في مساحة صغير أثناء إنتاج الحيوانات المنوية!
إذا كنت تئن مرة أخرى من أن حقيبتك صغيرة جدًا مع اقتراب عطلتك فيجب أن تأخذ خلايا الحيوانات المنوية البشرية كمصدر إلهام. أثناء إنتاجهم يواجهون مهمة غير قابلة للحل تقريبًا فعليهم أن يحزموا 23 خيطًا من الحمض النووي بطول إجمالي متر واحد في رأس بقطر ثلاثة آلاف من المليمتر. وفي هذه العملية يجب ألا تتشابك الخيوط الدقيقة في عقدة لا تنفصم ولا يجب أن تتمزق. غالبًا ما نجلس على الحقيبة لإغلاقها يلجأ الجسم إلى حيلة مماثلة أثناء تكوين الحيوانات المنوية. عادة يشكل الحمض النووي تشابكًا فضفاضًا نسبيًا. ومع ذلك يتم ضغطها بشكل كبير في خلايا الحيوانات المنوية. يقول البروفيسور الدكتور هوبرت شورلي من معهد علم الأمراض في مستشفى بون الجامعي: إذا كان الحمض النووي يشغل مساحة تعادل مساحة البطيخ في الظروف العادية فإن خلايا الحيوانات المنوية ستكون بحجم كرة التنس فقط.
يجب ضغط الحمض النووي بشكل كبير ويسمي علماء الأحياء هذه العملية بالتكثيف المفرط. في حالتها الفضفاضة يتم لف خيوط الحمض النووي حول العديد من جزيئات البروتين الكروية التي تسمى الهيستونات. في هذه الحالة يشبهون 23 خيطًا صغيرًا من اللؤلؤ. أثناء فرط التكثيف يتم استبدال الهستونات أولاً ببروتينات انتقالية ثم في خطوة لاحقة يتم استبدالها بما يسمى البروتامين. بسبب تركيبها الكيميائي تمارس البروتامين جاذبية قوية جدًا على الحمض النووي. لذلك يلتف الخيط بنفسه في حلقات متينة للغاية ومحكمة حول البروتامين.
توضح الدكتور لينا أريفالو باحثة ما بعد الدكتوراه في مجموعة Schorle: «يبدو أن معظم الثدييات تنتج نوعًا واحدًا فقط من البروتامين PRM1. في البشر وكذلك القوارض مثل الفئران الأمر مختلف - لديهم نوع ثانٍ PRM2. ما هو مطلوب لهذا البروتامين الثاني بالضبط لم يكن معروفًا حتى الآن ومع ذلك كان من المعروف أن بعض أجزاء منه يتم قطعها تباعا أثناء نمو الحيوانات المنوية». ووفقًا للدراسة الجديدة يبدو أن هذه الأجزاء المقطوعة على وجه التحديد مهمة للغاية، عندما تنتج الفئران جزيء PRM2 مبتورًا يفتقر إلى المقاطع المقطوعة فإنها تكون عقيمة.
من الممكن أن يؤدي البروتامين 2 المعيب أيضًا إلى العقم عند الذكور من جنسنا لذلك يخطط الفريق الآن لمزيد من الدراسات من خلال تربية سلالات الفئران التي تعاني من نقص PRM1 و PRM2 والتي تستخدم الآن لدراسة دور هذه البروتينات في تكوين الحيوانات المنوية. على المدى المتوسط يمكن أن يؤدي هذا أيضًا إلى علاجات جديدة ضد العقم عند الذكور كما يأمل الباحثين.
تدقيق: عمار ياسر
طالب بكلية الزراعة جامعة القاهرة، أحد المؤسسين المساعدين في Geneuron.
