الجينات تحدد تخصص الخلايا الجذعية

أنواع معينة من الخلايا الجذعية "تختار" تخصص الشخص.

تشيخ البُنى الخلوية في الجسم تدريجيًا وتموت، لتحل محلها خلايا جديدة. هذه الآلية شائعة في جميع الأعضاء والأنسجة تقريبًا. تتجدد البُنى بفضل احتياطي الخلايا الجذعية. يتكون خمسمائة مليار خلية دموية جديدة يوميًا في جسم الإنسان البالغ: كريات الدم الحمراء، واللمفاويات، والصفائح الدموية.

خلال عملية انقسام خلايا الدم، تستمر كل خلية من الخلايا الوليدة في أداء دور الخلايا الجذعية للحفاظ على عددها، بينما يتحول الباقي إلى خلايا دموية. يحدث هذا التحول على مراحل، وأي خلية جذعية أولية قادرة على تكوين بعض خلايا الدم. على ماذا يعتمد اختيار نوع التحول الخلوي؟ وهل للخلايا الجذعية تخصص؟

من المهم هنا تحليل "الاستعداد الوراثي" لبعض البنى. لذا، لكل خلية على حدة، من الضروري تحديد "أسلافها" - أي الخلايا السابقة و"الخلايا السابقة": لتكوين ما يُسمى "شجرة الأنساب" الخلوية. لهذا الغرض، وباستخدام أساليب الهندسة الوراثية، تُدرج علامة جينية خاصة في الحمض النووي الخلوي، مما يُتيح رصدها بشكل أكبر في مجموعة الخلايا. ولا ينبغي أن تكون مجرد علامة، بل يجب تعديلها في كل مرحلة من مراحل الانقسام.

ويهتم علماء من العديد من مختبرات الأبحاث، بما في ذلك معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ومعهد دانا فاربر لأبحاث السرطان، وغيرهما، بمثل هذه المشاريع.

منذ فترة، أثبت العلماء أن العلامة الجينية الطبيعية التي تُميز بين أجيال الخلايا هي الحمض النووي للميتوكوندريا. تحدث فيه الطفرات بكثرة، ويسهل تتبعها نسبيًا، على عكس الحمض النووي للنواة.

حتى الآن، هناك طرق عديدة لرصد أي بنية. وقد تمكن الباحثون بالفعل من بناء قوائم أنساب للعديد من خلايا الدم البشرية. وقد وُجد أن الخلايا الجذعية من ذكور صغار أصحاء تُشكل بنى دموية بنفس درجة التخصص. ومع ذلك، هناك أيضًا بعض الخلايا الجذعية التي تُفضل تكوين نوع خلية واحد - على سبيل المثال، قد تكون خلايا دم حمراء أو خلايا حمضية. هذا التفضيل مستقر نسبيًا وينتقل عبر الأجيال.

ماذا يحدث مع تزايد التغيرات المرتبطة بالعمر؟ تبدأ مجموعات الخلايا الجذعية الفردية بالهيمنة على غيرها، مما يؤدي تدريجيًا إلى انخفاض تنوع مجموعات الخلايا الشائعة. لم تُفهم الآلية الدقيقة لهذه الظاهرة بشكل كامل بعد.

لقد تعلّم العلماء تتبع التاريخ الوراثي للهياكل الخلوية، وملاحظة التغيرات في نشاط الجينات عبر الأجيال. ويُفترض أن هذه الظاهرة لا تنطبق فقط على خلايا الدم، بل أيضًا على خلايا أخرى في جسم الإنسان.

للحصول على معلومات عامة عن الدراسة، راجع مجلة Nature