طور فريق من الباحثين في جامعة واشنطن في سانت لويس أداة حسابية جديدة سماها MITE (Mutual Information and Transfer Entropy) ونطقوا اسمها «مايتي»، لكشف نمط التواصل بين خلايا النواة فوق التصالبية (SCN) المسؤولة عن الإيقاع اليومي. قاد العمل الأستاذ إريك هيرزوغ والعالم البحثي KL Nikhil، وضم الفريق دانيال غراناتوس-فونتس، جير-شين لي، بهارات سينغال وإستيڤان كيس، ونُشر في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences.
باستخدام سجلات تعبير جيني على مستوى الخلية امتدت لأسابيع، أعاد الباحثون بناء أكثر من 25 مليون اتصال بين أكثر من 8,000 خلية من 17 فأراً، وبلغت دقة الاستخراج أكثر من 95%. بينت الخرائط أن SCN لدى الفأر تحتوي على نحو 20,000 خلية عصبية، لكن مجموعة صغيرة فقط من الخلايا الشديدة الربط تعمل كـ"محاور" ضرورية للحفاظ على التزامن في الشبكة.
صنّف الفريق الخلايا إلى خمس فئات وظيفية. من بين الفئات الثلاث الموصوفة هناك خلايا "محور" تتضمن خلايا تعبر عن VIP وتبث إشارات التزامن، وخلايا "جسر" تنقل الإشارات من المحاور إلى أجزاء أخرى، وخلايا "مصب" تستقبل الإشارات وتستطيع إرسال توقيت إلى بقية الجسم. أظهرت المحاكاة أنه عند إزالة خلايا المحور فقط ينهار التزامن في الشبكة، مما يدعم دورها الحاسم.
تتضمن الخطوات التالية تحديد الكيفية الدقيقة التي تؤثر بها خلايا المحور وإمكانية التدخل المستهدف لتعديل توقيت SCN. قد تساعد هذه الأداة في تطوير استراتيجيات لإعادة ضبط ساعة الجسم، وهو أمر مفيد لعمال الورديات والأشخاص المصابين باضطراب العاطفة الموسمي وغيرهم ممن يعانون مشاكل إيقاعية.
كلمات صعبة
- نواة فوق التصالبية — مجموعة خلايا دماغية تنظم الإيقاع اليوميالنواة فوق التصالبية, SCN
- التزامن — تماسك نشاط خلايا أو إشاراتها في الوقت
- تعبير جيني — عملية إنتاج جزيئات من المعلومات الوراثية داخل الخلية
- أداة حسابية — برنامج أو طريقة لتحليل البيانات وإجراء حسابات
- محور — خلايا أو عناصر تربط أجزاء الشبكة المهمةمحاور
- محاكاة — تقليد أو نموذج للسلوك لدراسة النتائج المتوقعةالمحاكاة
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- ما الفوائد العملية لتحديد خلايا "المحور" داخل النواة فوق التصالبية؟ اذكر سببين أو ثلاثة.
- ما الصعوبات أو المخاطر المتوقعة عند محاولة تطبيق هذه الأداة لتعديل توقيت ساعة الجسم لدى البشر؟
- كيف يمكن أن تساعد بيانات تعبير جيني على مستوى الخلية لفترات طويلة في فهم اضطرابات الإيقاع؟
