how-aids-works-4

الأنواع الفرعية لفيروس العوز المناعي البشري

Glacial-meltwater-helped-early-animals-survive-Snowball-Earth

واجهت الحياة منذ نشأتها عدة تحديات لاستمرارها فوق الكوكب الأزرق، إذ وصلت عدة مرات إلى حافة النهاية، لتعود بعد ذلك بقوة مفاجئة. اﻵن، توصل الباحثون أخيرًا إلى كيفية نجاة الكائنات الحية من فترة التجمد الهائل، التي تعرف باسم العصر البارد.

في العصر المتجمد كانت الأرض كرة من الثلج، وامتدت تلك الفترة من 720 إلى 635 مليون سنة مضت. قد تظن أن هذه الطبقة من الجليد فوق المحيط قطعت الأكسجين عن الكائنات البحرية وأعاقت استمرار الحياة الحيوانية وتطورها، لكن اﻷدلة اﻷحفورية تثبت أن هذا ليس ما حصل في الواقع.

نجت الحياة ثم ازدهرت عقب فترة الكرة الثلجية اﻷرضية؛ لأن الماء الذي نتج عن ذوبان الجليد أدى إلى تكون جيوب أكسجينية في المحيط، شكلت هذه الجيوب واحات للحياة، إذ انتظرت فيها زوال العصر الجليدي لتظهر بعدها وتستمر وتزدهر.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/RIVERS_RAGING__0-00-14-24__2.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-78768" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/RIVERS_RAGING__0-00-14-24__2.jpg" alt="قد نعرف أخيرًا كيف نجت الحياة من فترة الجحيم المتجمد على الأرض - واجهت الحياة منذ نشأتها عدة تحديات لاستمرارها فوق الكوكب الأزرق" width="835" height="470" /></a>

يوضح لنا عالم الرسوبيات ماكسويل ليت Maxwell Lichte من جامعة ماكجيل University of McGill في كندا: «‬تقترح اﻷدلة أن أغلب المحيطات لم تكن مأهولة خلال العصر البارد بسبب نقص الأكسجين، ولكن المواقع التي بدأت فيها الصفيحة الجليدية تطفو شكلت إمدادًا مهمًا من الماء المذاب المؤكسج».

يمكن تفسير هذا الاعتقاد بما يطلق عليه «مضخة اﻷكسجين الجليدية»، إذ تُغْني الفقاعات الهوائية المحبوسة في الجليد الماء بالأكسجين بعد تسربها إليه خلال ذوبانه.

مع أن السجل اﻷحفوري من هذه الفترة ضئيل جدًا، توجد آثار جيولوجية توضح ظروف اﻷرض وقتها. بالاستعانة بالترسبات المحفوظة في قاع البحر وخاصة الغنية منها بالحديد، أعاد ماكسويل وفريقه إنشاء مستويات أكسجين مشابهة لما كانت عليه في تلك الفترة.

سابقًا، اقتُرح أن الحياة استطاعت الاستمرار في برك الماء المذاب على السطح، لكن اكتشاف هذا الفريق يقترح طريقة أخرى لنجاة الحياة.

درس الفريق تشكلات الحديد في ثلاث قارات: تشكل شيوز Chuos في ناميبيا، المجموعة الفرعية يودناموتاناYudnamutana في أستراليا، وقمة كينغستون Kingston في الولايات المتحدة.

بشكل عام، كشفت نسب نظائر الحديد وشذوذات السيليوم Celium في البيئات البحرية المتجمدة أن المياه كانت تعاني من نقص حاد في اﻷكسجين، ولكن كلما اقتربنا من منطقة تماس الجرف الجليدي بالقاع زادت نسبة اﻷكسجين في الرواسب.

أي حياة حقيقية النواة عاشت في هذه المياه المشبعة باﻷكسجين، ستحتاج أيضًا إلى الغذاء من أجل النمو، وقد يكون الحديد مفتاح هذا اللغز.

من المعروف أن مياه البحر كانت غنية بالحديد المذاب، ونعلم بوجود أنواع من البكتيريا كيميائية التغذية تحصل على الطاقة من خلال أكسدة الحديد المذاب، وتتخلص من أكسيد الحديد بعد انتهاء العملية.

قد تكون الرواسب المؤكسدة حول منقطة تماس الجرف الجليدي بالقاع ناتجة عن أكسدة البكتيريا البحرية للحديد، إذ تجمعت هذه البكتيريا وازدهرت في المياه المؤكسجة.

لا نملك أي دليل ملموس على أن هذا حصل بالفعل، لكنها نظرية معقولة تتوافق مع اﻷدلة المتاحة، وتقترب من حل بعض ألغاز الكرة الثلجية اﻷرضية.

يقول عالم اﻷرض غالن هالفيرسون Galen Halverson من جامعة ماكجيلي: «ﻻ تقدم الدراسة فقط تفسيرًا لكيفية نجاة الحيوانات السابقة من التجمد العالمي، بل تفسر أيضًا عودة ظهور ترسبات الحديد في السجل الجيولوجي بعد غياب دام مليار سنة».

سنحتاج إلى أبحاث أكثر لمعرفة كيفية حفاظ هذه البيئات على شبكة الغذاء. توجد اليوم بيئات متجمدة وبيئات في اﻷقاليم القطبية تحوي تنوعًا مدهشًا من الحياة ، وقد تكون هذه أماكن مناسبة للبحث مستقبلًا، وفقًا لاقتراحات الباحثين.

نُشر البحث في PNAS

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=75444">لماذا تحدث العصور الجليدية ؟</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=57371">اكتشاف مفاجأة جيولوجية هائلة تحت الغطاء الجليدي في غرينلاند</a>

ترجمة: حمزة جبار

تدقيق: غزل الكردي

مراجعة: تسنيم الطيبي

<a href="https://www.sciencealert.com/scientists-have-figured-out-how-animal-life-could-have-survived-snowball-earth?fbclid=IwAR0IRweOsQA37svMV5McCxKKZdDBfrjOUInD__rcws_FYVKZtd8lEhcpna8">المصدر</a>

قد نعرف أخيرًا كيف نجت الحياة من فترة الجحيم المتجمد على الأرض

Tendon-stem-cell-discovery-could-lead-to-improvements-in-injury-recovery

إصابات الأوتار سمعة سيئة؛ نظرًا إلى كونها مؤلمةً وبطيئة الاستشفاء، وقد بقي العلماء وقتًا طويلًا دون فهم كامل للسبب وراء معاناة هذا النسيج الضام من أجل تجديد نفسه عند تعرضه للأذى.

لحسن الحظ، قد يقود اكتشاف جديد من قبل باحثين في الولايات المتحدة إلى طرق جديدة كليًا لتعزيز استشفاء هذا الجزء من الجسد المعرض للأذى، ويرجع الفضل في ذلك إلى تحديد نوع غير مسبوق من الخلايا الجذعية في الأوتار.

يقول تايلر هارفي Tyler Harvey، عالم بيولوجيا تطوير الخلايا من مؤسسة كارنيجي للعلوم Carnegie Institution for Science: ‫«‬ﻷن إصابات الأوتار نادرًا ما تشفى كليًا، اعتُقد أن خلايا اﻷوتار الجذعية قد ﻻ تكون موجودة، وقد بحث الكثيرون عنها دون جدوى، لكن استطعنا تعريفها للمرة الأولى من طريق عملنا».‬‬‬

[caption id="attachment_79590" align="aligncenter" width="700"]<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/012-tendon-stem-cell-2.jpg"><img class="size-full wp-image-79590" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/012-tendon-stem-cell-2.jpg" alt="تمثل العلامات الحمراء في الصورة الخلايا الجذعية الوترية المكتشفة حديثًا والتي تتجدد ذاتيًا في وتر الرضفة بعد الإصابة. (تايلر هارفي)" width="700" height="726" /></a> تمثل العلامات الحمراء في الصورة الخلايا الجذعية الوترية المكتشفة حديثًا والتي تتجدد ذاتيًا في وتر الرضفة بعد الإصابة. (تايلر هارفي)[/caption]

‫‬‬‬
لم يكن هؤﻻء العلماء الوحيدين في التحري عن وجود خلايا اﻷوتار الجذعية، لكنهم تفردوا بتحديد مجموعة جديدة غير مكتشفة من الخلايا تسمى Tppp3+ (الفرد الثالث من عائلة بروتين التيوبولين المعزز للبلمرة) في الوتر الرضفي، تحت الرضفة (الداغصة).

طبقًا للباحثين الذين أجروا البحث على الفئران، تستطيع هذه الخلايا السلفية progenitor cells إنتاج خلايا أوتار جديدة تسمى الخلايا الوترية Tenocytes، والتي تتجدد ذاتيًا فوق الإصابة.

يُعتبر هذا الأمر فائق اﻷهمية ﻷن الأوتار عند تعرضها للإصابة، تضعف وظيفتها الليفية في ربط العضلات بالعظام، نتيجة التمزقات في النسيج التي تسبب اﻷلم، والتصلب، والتورم، والالتهاب، دون إغفال مقاومتها العنيدة في التحسن.

يشرح هارفي وشركاؤه في ورقتهم البحثية الجديدة: ‫«تسبب إصابات اﻷوتار إعاقات على المدى البعيد، وهي ﻻ تشفى تمامًا. تمثل إصابات اﻷوتار أسوأ النتائج السريرية في ما يخص الجهاز العضلي الهيكلي، ويرجع ذلك إلى ندرة وصول الأوتار بعد التعافي إلى نفس استقامتها في الحالة السليمة».‬

لهذا السبب، قد يكون اكتشاف Tppp3+ أمرًا مهمًا، وذلك لبروز إمكانية استخدام هذه الخلايا الجذعية في تحسين عملية التجدد البطيئة في اﻷوتار.

ما يمكن أن يعترض هذه العملية الاستشفائية، حسب ما أظهرت النتائج، هو تعطّل أحد المستقبلات المسمى Pdfgra (مُستقبِل عامل النمو المشتق من الصفيحات النمط ألفا)، والذي تعبر عنه بعض خلايا Tppp3+.

ينشط المستقبل عادة بواسطة أحد البروتينات المسمى PDGF-AA، مُنتجًا الخلايا الوترية التي تُصلح الأوتار، ويُنشِّط نفس البروتين الخلايا الليفيةَ المشكلة للندبات.

عند استحالة تنشيط المستقبل في خلايا Tppp3+، يتوقف تجدد اﻷوتار، بينما يتواصل تشكل الندبات بدون انقطاع.

يقول أحد أعضاء فريق كارنيجي، شين-مينغ فان Chen-Ming Fan: «خلايا اﻷوتار الجذعية موجودة، لكنها تحتاج إلى التفوق على نظيراتها في ندبات النسيج لمنعها من تشكيل ندبات ليفية صعبة».

‫«قد يُحدث إيجاد طريقة لمعالجة اعتراض الخلايا المشكلة للندبات وتحسين خلايا اﻷوتار الجذعية تغييرًا كبيرًا في ما يتعلق بعلاج إصابات اﻷوتار».‬‬‬

دون شك، للقيام بذلك، نحتاج أولًا إلى رؤية نتائج Tppp3+ مكررة عند البشر، وعندها فقط نبحث عن طريقة لتعطيل Pdfgra بأمان دون المساس بالوظائف الأخرى للخلية.

إمكانية القيام بهذا هي مسألة وقت، لكن إن حصل ذلك، فقد نكون على عتبة خيارات علاجية متعددة في ما يتعلق بإصابات اﻷوتار؛ شيء بمستوى كاحل أخيل نفسه من ناحية العلاجات الطبية المتاحة.

‫«على الرغم من أن المشاركة المعقدة للبيئة المكرويّة (الدقيقة) تتطلب شرحًا أكثر، يشكل هذا العمل اﻷخير خطوةً مهمةً إلى اﻷمام في مجال دراسة تجدد اﻷوتار واﻵليات الخلوية والجزيئية المشاركة بالعملية»، حسب تعليق الجرّاحَين آشلي تايتن Ashley Titan ومايكل لونغيكر Michael Longaker من جامعة ستانفورد على البحث.‬‬‬

نُشرت هذه الاكتشافات في Nature Cell Biology.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=76283">أخلاقيات التعديل الجيني</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=74990">وجد العلماء الدليل الأول على إمكانية عكس العمر البيولوجي!</a>

ترجمة: حمزة جبار

تدقيق: عبد الرحمن عبد

مراجعة: اسماعيل اليازجي

<a href="https://www.sciencealert.com/tendon-stem-cell-discovery-in-mice-could-be-a-game-changer-for-tendon-injuries?perpetual=yes&amp;limitstart=1&amp;fbclid=IwAR11YPPehSWyqt4cEaHWMjAU8VtKUCJzg4aZPnYK4docQlx85M-BB4dG7b8">المصدر</a>

اكتشاف خلايا اﻷوتار الجذعية قد يغير قواعد اللعبة في عملية الاستشفاء

Picture1-38

يعرف الباحثون منذ الخمسينيات أن الدماغ يشبه الحاسوب، تشغل فيه العصبونات وظيفة الدوائر الكهربائية في إجراء عدد كبير من الحسابات كل ثانية. وبعد ذلك بعقود، أثبت علماء اﻷعصاب وجود هذه الدوائر في الدماغ، لكن القيود التقنية أبقت أغلب تفاصيل هذه الحسابات بعيدة المنال.

أفصح علماء اﻷعصاب حديثًا عن إمكانية التعمق في دور هذه الدوائر الكهربية داخل الدماغ، ويرجع الفضل في ذلك إلى أحد الجزيئات التي تضيء بشدة استجابةً للتغيرات الكهربية الطفيفة التي تستعملها الخلايا العصبية لإجراء الحسابات.

تُعَد الجزيئات التي تضيء مع وجود أيونات الكالسيوم أنجح الوسائل الحالية لتتبع النشاط الكهربي للخلايا العصبية، إذ تعمل بديلًا للإشارة العصبية، عند تمرير عصبون إشارة كهربية إلى عصبون آخر.

غير أن تدفق الكالسيوم يُعَد أبطأ من أن يلتقط كل التفاصيل المرتبطة بالإشارة العصبية، وﻻ يستجيب لكل التغيرات الكهربية الطفيفة التي تؤدي إلى التدفق العصبي. (يمكن زرع أقطاب بدلًا من ذلك، لكنها قد تسبب ضررًا للعصبونات، إضافة إلى أنه من غير العملي تطبيق اﻷمر على عدد كبير من العصبونات دفعةً واحدة في الحيوانات).

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/011619_ls_braintech_feat.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-81650" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/011619_ls_braintech_feat.jpg" alt="وسيلة جديدة تمكن الباحثين من مشاهدة العصبونات في أثناء إجراء الحسابات - الدماغ يشبه الحاسوب، تشغل فيه الخلايا العصبية وظيفة الدوائر الكهربائية " width="860" height="460" /></a>

لحل هذه المشاكل، ركز فريق من الباحثين بقيادة ميكائيل لين Michael Lin وستيفان ديودوني Stéphane Dieudonné، على الجزيئات المشعة fluorescent molecules التي تستجيب مباشرةً للجهد الكهربي في الخلايا العصبية، وأمضى لين وفريقه سنوات في العمل على هذه الفكرة.

ومع ذلك فلهذا النوع من الجزيئات مشاكله الخاصة، إذ ﻻ تستجيب إضاءته دائمًا للجهد الكهربي، لذا قرر لين وفريقه اللجوء إلى طريقة تعرف بيولوجيًّا بالتثقيب الكهربي Electroporation، وتعتمد على استعمال مسبار كهربي لثقب أغشية الخلايا، ما يؤدي إلى الانخفاض السريع للجهد الكهربائي (كما يحدث في بطارية مثقوبة)، وبتكرار العملية على مجموعة من الخلايا، يختار الفريق الخلايا التي تتمتع إضاءتها باستجابة أكبر للتحول في الجهد. تُعَد الخلايا الناتجة، المسماة ASAP3، أكثر مؤشرات الجهد استجابةً حتى اليوم.

في المقابل ركز ديودوني وفريقه على مشكلة أخرى: كيف نفحص العصبونات في الدماغ بطريقة أنجع؟ لتحفيز الخلايا المتفلورة كخلايا ASAP3 للإضاءة عميقًا في الدماغ، يستعمل الباحثون غالبًا طريقة تُسمى التصوير ثنائي الفوتون، التي تعتمد شعاع ليزر اﻷشعة تحت الحمراء الذي يستطيع اختراق النسيج، لكن لفحص عدة عصبونات بسرعة كافية لمشاهدة الإشارة العصبية، التي تدوم جزءًا من ألف جزء من الثانية، يجب على الباحثين تحريك بقعة الليزر بسرعة من عصبون إلى آخر، ما يصعب القيام به بدقة في الحيوانات.

الحل الذي قدمه ديودوني وفريقه لهذه المشكلة هو خوارزمية الإثارة فائقة السرعة للحجم المحلي Ultrafast Local Volume Excitation (UloVE)، ويفحص فيها الليزر عدة نقط في المساحة المحيطة بالعصبون دفعةً واحدة. يقول ديودوني: «تعتمد هذه التقنية تشكيل كل ذبذبة ليزر وإرسالها إلى الحجم المناسب في النسيج، وهو الاستعمال اﻷمثل لقوة الضوء، ونأمل أن يمكننا هذا من تسجيل ملايين المناطق في الدماغ وتحفيزها كل ثانية».

بجمع التقنيتين معًا، تمكن الباحثون من تتبع التفاصيل الدقيقة لنشاط الدماغ عند الفئران في أكثر القشرة الدماغية، وهي الطبقة العليا من الدماغ التي تتحكم في الحركة واتخاذ القرارات إضافةً إلى وظائف معرفية عليا أخرى. يقول لين: «يمكنك اﻵن النظر إلى العصبونات في أدمغة الفئران وهي حية بدقة عالية، ويمكنك تتبع هذا النشاط الدماغي لمدة زمنية طويلة».

تمهد هذه التقنية الطريق لدراسة كيفية معالجة العصبونات للإشارات القادمة من عصبونات أخرى وكيفية اتخاذ القرارات -إن جاز التعبير- في أثناء التدفق العصبي، إضافةً إلى دراسة التغير في كيفية إجراء الحسابات في العصبونات عبر الزمن.

يركز لين وفريقه حاليًا على الاستمرار في تطوير وسائلهم. يقول لين: «خلايا ASAP3 قابلة للاستعمال جيدًا حاليًا، لكننا واثقون من وجود ASAP4 وASAP5 مستقبلًا».

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=75325">المرونة العصبية ودورها في علاج الإدمان</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=77088">اكتشاف خلايا دماغية نوعية للجنس داخل أدمغة الفئران</a>

ترجمة: حمزة جبار

تدقيق: زيد الخطيب

مراجعة: أكرم محيي الدين

<a href="https://medicalxpress.com/news/2019-12-methods-neurons.html">المصدر</a>

حمزة جبار

الأعمال

الأنواع الفرعية لفيروس العوز المناعي البشري

قد نعرف أخيرًا كيف نجت الحياة من فترة الجحيم المتجمد على الأرض

اكتشاف خلايا اﻷوتار الجذعية قد يغير قواعد اللعبة في عملية الاستشفاء

وسيلة جديدة تمكن الباحثين من مشاهدة العصبونات في أثناء إجراء الحسابات