لماذا تنمو أجسادنا على محور طولي؟

عملية التطور من خلية جنينية إلى تكوين رأس وذيل (عظام الذيل) لدى الجنين هي أكثر المراحل الحساسة في نمو الجنين. كما أن إعادة تنظيم شكل خلايا الجنين من شكل كروي في المراحل الأولى إلى شكل طولى يبدأ برأس وينتهي بذيل (عظام الذيل) هو أمر يصعب دراسته نظرًا لأنها تحدث في المراحل الأولى كما أنها تكون في محجَم داخل حيز رحم الثدييات مما لا يعطي حرية كبيرة لدراسته. لذا خلال هذا المقال سنتعرف لماذا تنمو أجسادنا وأجساد الثدييات على محور طولي؟

الاستطالة المحورية

استطاع العلماء في معهد جلادستون تكوين خلايا عضّية تحاكي المراحل الأولى في نمو الجهاز العصبي لدى الجنين. استطاع العلماء عن طريق هذه المحاكاة فهم كيفية تموضع خلايا الحبل الشوكي في جنين الإنسان.
بعد عدة أسابيع من التخصيب يبدأ جنين الإنسان بتكوين خلايا الظهر وتنمو خلايا الحبل الشوكي. يبدأ ذلك النمو بداية من أسفل المخ ممتدًا ليكوّن عظام الذيل وتُعرف تلك العملية ب “الاستطالة المحورية- axial elongation”. وهذا ما يضعنا أمام تساؤل، لماذا تنمو أجسادنا على محور طولي؟[1]

آلية اكتشاف الجينات

بينما كان العلماء من معهد جلادستون يعملون على تطوير عضيات من خلايا المخ، لاحظوا عند تعريض تلك العضية لبعض العوامل والظروف المعينة أنها تقوم بالاستطالة تلقائيًا. وكان النمو في تلك العضّية يشبه نمو الحبل الشوكي في الجنين الذي يبدأ على شكل كورة من الخلايا التي تستطيل لتكوّن الحبل الشوكي بداية من الرأس إلى الذيل.
بداية من تلك النقطة كثف الباحثون جهودهم لتحديد الإشارات المتسببة في استطالة تلك العضّية. قام الباحثون بدراسة أي جينات تنشط أو تخمل أثناء استطالة تلك العضّية على مدار أسبوعين. ووجدوا أن النمط الخلوي والجزيئي لتلك العضيّة مشابه للمراحل الأولى لتطور أجنة الفئران.
وعلى الفور قام الباحثون باستخدام تقنية “كريسبر- كاس9 – CRISPR-Cas9” لقطع الجين الذي يُعتقد أنه مهم في عملية تكون الحبل الشوكي، ومن ثم تكوين عضية جديدة من هذه الخلايا المعدلة. وبتكرار تلك العملية مرات عدة إلى أن وجدوا العضية التي لم تستطيل ومنها استطاع الباحثون تحديد هوية الجين المسؤول عن الاستطالة المحورية.[2][1]

استفادة مستقبلية

أوضح الباحثون أنه يمكن استخدام تلك العضيات لدراسة تأثير الأدوية والسموم و التعرضّات البيئية المختلفة على الجهاز العصبي للجنين. حيث تضمن تلك العضيات الإجابة عن الأسئلة الغير واضحة بخصوص التأثيرات المختلفة على اَلْأَجِنَّة دون توريطها.[1]

نمو الجنين على محور طولي

في دراسة أخرى في جامعة كامبريدج استطاع العلماء استزراع جنين بشري في المعمل ودراسته لمدة 14 يوم. بعد دراسات عميقة وكثيرة على المستوى الجزيئي خلال مراحل تكون الجنين. اكتشف العلماء مجموعة من الخلايا معروفة باسم “hypoblast” هي المسؤولة عن نمو الجنين على محور طولي من الرأس إلى الذيل.[3][4]

مصادر

1. phys
2. biologists
3. phys
4. nature