[seifellah]

آلان تورينج والجينات!

في بداية تكوننا، تنشأ أطرافنا وأصابعنا كبراعم صغيرة تنبت من جوانبنا بينما نحن لا نزال أجنة واهنة بعمر 4 أسابيع فقط. وبحلول الأسبوع السادس، تكون هذه البراعم الطرفية قد نمت واستطالت مع ظهور ما يشبه 5 أعواد غضروفية في مقدمة تلك البراعم المسطحة. ومع الأسبوع السابع، تموت الخلايا بين تلك الغضاريف الطولية، لتظهر 5 أصابع صغيرة في كل يد وقدم، بعدما كانت مجرد كتلة بلا شكل من اللحم من قبل!




في عام 2014، خرج علينا فريق بحثي بقيادة جيمس شاربي James Sharpe من مركز Centre for Genomic Regulation بإسبانيا، ليعلنوا أن نمط تشكل وتعدد الأصايع محكوم بثلاثة جزيئات جنينية معينة. والغريب أن أساس هذا الاكتشاف يرجع لنظرية قديمة طرحها للمرة الأولى عالم الرياضيات والتشفير الأسطوري آلان تورينج Alan Turing في 1952!



ساعتها، اقترح العبقري تورينج نموذج رياضي بسيط يقوم فيه جزيئان بخلق أنماط تكوين من خلال الانتشار عبر الخلايا والتفاعل مع بعضها البعض. فعلى سبيل المثال، يقوم الجزيء الأول بتنشيط الجزيء الثاني، بينما يقوم الجزيء الثاني بكبت أو تثبيط الأول، وهكذا! ولأن تلك الجزيئات لا تتلقى أي توجيه لسلوكياتها في الحركة، فإنها تتجمع في رقصة محمومة متواصلة على هيئة بقع أو نقاط أو خطوط تختلف باختلاف كل حيوان! كيف توصل لهذا على الرغم من قلة خبرته الطبية؟! لأنه عبقري بالطبع! كيف تتصور أن أينشتاين قد توصل لنظرية الأمواج التثاقلية في زمن شحيح الإمكانات ومضطرب بالحروب، ليمر قرن كامل قبل أن نستطيع بالفعل رصدها وإثبات وجودها؟ إنها شفافية عقول العلماء النافذة!



ومنذ ذلك الاقتراح الملهم من تورينج، لم ينفك العلماء يلاحظون مدى صحة تلك النظرية المدهشة ووجودها في الكثير من الأمثلة. حيث وجدوا أن تلك الجزيئات هي المسئولة عن النقاط المميزة لجسد الفهود، وخطوط الحمر الوحشية؛ ولمدة 30 عامًا ظل العلماء يقترحون أن تلك الجزئيات نفسها هي المسئولة عن نحت أيدينا وأقدامنا بهذا الشكل، لكن أحدًا لم يستطع تحديد أو اكتشاف تلك الجزيئات على وجه الدقة.



وكي أجعل الطويل المعقد مختصرًا بسيطًا، انتهت شكوك العلماء في مركز Centre for Genomic Regulation في النهاية إلى ثلاثة جزيئات واعدة مرشحة لكي تكون هي المسئولة عن تحديد شكل أطرافنا وعدد أصابعنا في كل منها، وهي جزيئات Bmp / Wnt / sox9. أي أن المسئول في النهاية لم يكن زوجا جزيئات كما توقع تورينج وإنما ثلاثي يعملون معًا وبصفات تنشيط وتثبيط متنوعة؛ فبينما يقوم جزيء Bmp بتنشيط جزيء Sox9، يقوم جزيء Wnt بتثبيط Sox9 والذي بدوره يستطيع تثبيط وكبت الاثنين الآخرين معًا! لقد كنت قريبًا للغاية أيها العبقري تورينج!

وللتأكد من صحة هذا الاكتشاف، قام العلماء القائمون عليه بخلق تجربة محاكاة لإنماء برعم طرفي في المختبر، وأظهرت النتائج أن باستطاعة هذه الجزيئات الثلاثة تحديدًا ترتيب نفسها لتشكيل نمط من خمسة خطوط غضروفية بتنشيط وتثبيط كل منها! ولمزيد من الدقة، قاموا بإزالة أحد تلك الجزيئات ومراقبة سلوك ونمو البرعم الطرفي وتأثير ذلك عليه، ليكتشفوا أن الثلاثة مرتبطين ببعضهم تمامًا ولا يمكن فصلهم للحصول على الأطراف والأصابع كما نعرفها. فعند إزالة الجزيء Sox9، نجد أن الجزيء Sox9 يموت ولا تتكون الأصابع على الإطلاق، بل ينمو البرعم الطرفي ككتلة مشوهة بلا شكل! وعند إزالة الجزيء Wnt، ينشط الجزيء Sox9 في كل مكان وتختفي الفراغات بين الأصابع. لكن عند تثبيط الجزيئان Bmp و Wnt معًا، فإن عدد الإصابع يقل بشكل ملحوظ! مدهش، أليس كذلك؟