Language
Country/Area
No result found
عجائب جين القنفذ: كيف يحدد شكل جسم ذبابة الفاكهة؟
يلعب مسار إشارات القنفذ دورًا مهمًا في نمو الحيوان وهو موجود في جميع الحيوانات ثنائية الجانب.
يعتبر جين القنفذ ضروريًا لنمو ذبابة الفاكهة (دروسوفيلا ميلانوجاستر). توصلت الدراسات إلى أن يرقات ذبابة الفاكهة التي تفتقر إلى الجين Hh تكتسب شكلًا يشبه القنفذ، وهو ما يمنح الجين اسمه. يتم تصنيف الجين Hh كجزء من مجموعة "جينات الاستقطاب القطاعي" التي لها دور رئيسي في وضع أساس مخطط جسم ذبابة الفاكهة. وتستمر هذه العملية في لعب دور مهم أثناء التطور الجيني والتشكل اللاحق.
بالمقارنة مع ذباب الفاكهة، فإن الثدييات لديها ثلاثة نظائر للقنفذ، وهي الصحراء (DHH)، والهندية (IHH)، والصوتية (SHH). ومن بين هذه الكائنات، يعد القنفذ الصوتي الأكثر دراسة، وهو مهم أيضًا في التطور الجيني في الفقاريات. الفئران التي تعاني من خلل في وظيفة مسار القنفذ لديها أعضاء مثل المخ والعظام والعضلات والجهاز الهضمي والرئتين والتي لا يمكن أن تتطور بشكل طبيعي، الأمر الذي جذب انتباهًا واسع النطاق من العلماء.
أظهرت الدراسات أن مسار إشارات القنفذ يلعب أيضًا دورًا مهمًا في تنظيم صيانة الخلايا الجذعية البالغة وتجديدها.
في سبعينيات القرن العشرين، نجح كريستيان نوسلين فولهارد وإريك فيشاوس في عزل الجين الذي يؤثر على تطور المحور الأمامي الخلفي لجسم ذبابة الفاكهة باستخدام طفرة التشبع. وقد شكلت أبحاثهم الأساس لعلم الأحياء التنموي التطوري، وحصلوا على جائزة نوبل في عام 1995. وبعد ذلك، تم تحديد جين القنفذ كأحد الجينات الرئيسية التي تؤثر على بنية الجسم وشكل ذباب الفاكهة.
إن آلية تشغيل مسار إشارات القنفذ معقدة للغاية وتتضمن العديد من البروتينات داخل الخلايا. من الأمثلة النموذجية في ذبابة الفاكهة أن بروتين Hh يرتبط ببروتين Patched (PTCH) على سطح الخلية، وفي غياب بروتين Hh، يثبط PTCH نشاط Smoothened (SMO). عندما يرتبط Hh بـ PTCH، فإنه يحرر SMO، ويبدأ نقل الإشارات اللاحقة، وينظم في النهاية نسخ الجينات اللاحقة.
أثناء التطور، يشكل التفاعل بين إشارات القنفذ والأجنحة ترسيمات واضحة في الجنين، والتي لا تؤثر فقط على تقسيم جسم ذبابة الفاكهة، بل تؤثر أيضًا على تكوين الأطراف والعينين والدماغ والغدد التناسلية وتطور الجهاز الهضمي والجهاز التنفسي. . ويلعب القنفذ أيضًا أدوارًا مهمة في الكائنات الحية البالغة، بما في ذلك تعزيز تكاثر الخلايا الرئيسية.عندما يكون Hh خارج الخلية، فإن وجوده يمكن أن يؤثر بشكل فعال على الخلايا المجاورة. هذا التأثير المحلي هو أحد الوظائف الرئيسية لـ Hedgehog.
يرتبط التنشيط غير الطبيعي لمسار القنفذ بتطور العديد من أنواع السرطان. وأشارت العديد من الدراسات إلى أن مسار القنفذ يلعب دورًا في تعزيز تكوّن الأورام في العديد من الأعضاء مثل الدماغ والرئتين والثدي والبروستات والجلد. على وجه الخصوص، يرتبط سرطان الخلايا القاعدية ارتباطًا وثيقًا بإشارات Hedgehog، وقد تم العثور على تعطيل مثبط مسار Hh PTCH وطفرة تنشيط المحفز SMO في المرضى.
تظل العلاقة بين مسار القنفذ والسرطان معقدة؛ ومع ذلك، فمن الواضح أن التنشيط غير الطبيعي لهذا المسار يمكن أن يؤدي إلى تكاثر الخلايا السرطانية وغزوها. في التجارب السريرية ذات الصلة، تمت الموافقة على مثبطات مسار إشارات Hedgehog مثل Vismodegib و Sonidegib لعلاج سرطان الخلايا القاعدية، ولكن مع استخدام هذه الأدوية، ظهرت الآثار الجانبية ومقاومة الأدوية، وهناك حاجة ملحة لتطوير أدوية جديدة. المخدرات.ولذلك، يتم تطوير العديد من الأدوية للتدخل بشكل خاص مع مسار القنفذ كعلاجات فعالة ضد السرطان.
عند النظر إلى البحث بأكمله في مسار إشارات القنفذ، لا يسعنا إلا أن نتساءل: ما هو الإلهام والدروس التي يحملها تطور مسار الإشارات هذا لفهمنا للمبادئ الأساسية للتطور البيولوجي؟
