ماذا يحدث للجينات بعد الموت

2024 مؤلف: Malcolm Clapton | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 03:46

تظل بعض الخلايا نشطة لأيام أو حتى أسابيع بعد موت الجسم.

كيف تمت دراسة هذا السؤال

قبل أن نصبح أنفسنا ، قبل أن يكون لدينا دماغ ، تعمل خلايانا بنشاط بالفعل: فهي تنقسم ، وتتمايز ، وتشكل "طوبًا" ، ثم يتم طيها في كائن حي كامل. لكن اتضح أنهم لا يتوقعون أنفسنا فحسب ، بل يتعدون حياتنا أيضًا.

بدأ كل شيء بدراسات ترانسكريبتوم ثاناتو: الجينات التي يتم التعبير عنها بشكل نشط بعد موت الكائن الحي بواسطة علم الوراثة ألكسندر بوزيكوف. في عام 2009 ، تعهد بدراسة الحمض النووي الريبي لأسماك الزرد بعد وفاتها. إن أجنة هذه الأسماك الاستوائية شفافة ومثالية للمراقبة ، ولهذا السبب يتم الاحتفاظ بها في العديد من المختبرات. وضع Pozhitkov الأسماك في الماء المثلج ، مما أدى إلى وفاتها ، ثم أعادها إلى الحوض بدرجة حرارة الماء المعتادة - 27 ، 7 ℃.

على مدار الأيام الأربعة التالية ، أخذ العديد من الأسماك من الحوض ، وجمدها في النيتروجين السائل ، ودرس الحمض النووي الريبي المرسال (mRNA). تشارك هذه الجزيئات الخيطية في تخليق البروتينات. كل خيط من الرنا المرسال هو نسخة من قطعة من الحمض النووي. ثم قام Pozhitkov أيضًا بالتحقيق في mRNA للفئران.

جنبا إلى جنب مع عالم الكيمياء الحيوية بيتر نوبل ، قام بتحليل نشاط الرنا المرسال بعد الموت واكتشف حقيقة مفاجئة. في كل من الأسماك والفئران ، انخفض تخليق البروتين كما هو متوقع. ومع ذلك ، بناءً على كمية الرنا المرسال ، يتم تضخيم عملية النسخ (نقل المعلومات الجينية من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي) في حوالي واحد بالمائة من الجينات.

استمرت بعض الجينات في العمل حتى بعد أربعة أيام من موت الكائن الحي.

قام علماء آخرون بفحص عينات الأنسجة البشرية واكتشفوا مئات الجينات التي تظل نشطة بعد الموت. على سبيل المثال ، بعد أربع ساعات ، زاد التعبير (أي تحويل المعلومات الوراثية إلى RNA أو بروتين) من جين EGR3 ، الذي يحفز النمو. نشاط الجينات الأخرى متقلب ، بما في ذلك CXCL2. يرمز إلى بروتين يرسل إشارات لخلايا الدم البيضاء للانتقال إلى موقع الالتهاب أثناء العدوى.

يقول بيدرو فيريرا ، مدير الدراسة ، إن هذا ليس مجرد نتيجة لاستكمال نسخ الجينات المختلفة بمعدلات مختلفة. نوع من العمليات ينظم بنشاط التعبير الجيني بعد الوفاة.

بعد موت الكائن الحي ، فإن أول من يموت هو الخلايا العصبية الأكثر أهمية والأكثر كثافة في استخدام الطاقة. لكن الخلايا الطرفية تستمر في أداء وظيفتها لأيام أو حتى أسابيع ، حسب درجة حرارة الجسم ودرجة تحلل الجسم. نجح الباحثون في استعادة الخلايا الشبيهة بالأرومة الليفية من جلد الماعز المبرد حتى 41 يومًا من موت الحيوانات لاستخراج مزارع الخلايا الحية من آذان الماعز بعد 41 يومًا من موت الحيوان. كانوا في النسيج الضام. لا تتطلب هذه الخلايا الكثير من الطاقة ، وقد عاشت 41 يومًا في الثلاجة العادية.

على المستوى الخلوي ، لا يهم موت الكائن الحي.

لم يعرف بعد ما الذي يسبب التعبير الجيني بعد الوفاة بالضبط. في الواقع ، بعد الموت ، يتوقف الأكسجين والمواد الغذائية عن التدفق إلى الخلايا. دراسة جديدة أجراها نوبل وبوزيكوف ، أنماط تسلسل مميزة في نسخة تشريح الجثة النشطة ، قد تلقي الضوء على هذا السؤال.

باستخدام البيانات الأصلية من الأسماك والفئران ، وجد نوبل أن الرنا المرسال الذي كان نشطًا بعد الموت كان مختلفًا عن الرنا المرسال الآخر في الخلايا. يتم تدمير حوالي 99 ٪ من نسخ الحمض النووي الريبي في الخلايا بسرعة بعد موت الكائن الحي. تحتوي نسبة 1٪ المتبقية على تسلسلات معينة من النوكليوتيدات التي ترتبط بالجزيئات التي تنظم الرنا المرسال بعد النسخ. ربما هذا هو ما يدعم نشاط الجين بعد الوفاة.

يعتقد العلماء أن هذه الآلية جزء من الاستجابة الخلوية عندما يتمكن الجسم من التعافي من إصابة خطيرة. من الممكن أن تحاول الخلايا التي تعاني من آلام الموت "فتح جميع الصمامات" بحيث يمكن التعبير عن جينات معينة. على سبيل المثال ، الجينات التي تستجيب للالتهاب.

لماذا هو مهم

سيؤثر فهم الآليات الكامنة وراء نشاط الجينات بعد الوفاة على عمليات زرع الأعضاء والأبحاث الجينية والطب الشرعي. على سبيل المثال ، تمكن بيدرو فيريرا وزملاؤه من تحديد وقت وفاة الكائن الحي بدقة ، معتمدين فقط على التغييرات اللاحقة للوفاة في التعبير الجيني. يمكن أن يكون هذا مفيدًا عند التحقيق في جرائم القتل.

ومع ذلك ، في هذه التجربة ، عرف العلماء أن الأنسجة قيد الدراسة تنتمي إلى متبرعين بدون أمراض وتم تخزينها في ظروف مثالية. في الحياة الواقعية ، يمكن أن تؤثر العديد من العوامل على نسخ الحمض النووي الريبي ، من الأمراض في الجسم إلى درجة الحرارة المحيطة والوقت المنقضي قبل أخذ العينات. حتى الآن ، طريقة البحث هذه ليست جاهزة للاستخدام في الإجراءات القانونية.

يعتقد نوبل وبوزيكوف أن هذه الاكتشافات ستكون مفيدة أيضًا في عمليات زرع الأعضاء.

تكون أعضاء المتبرعين خارج الجسم لبعض الوقت. ربما يبدأ الـ RNA فيهم في إرسال نفس الإشارات كما في حالة الموت. وفقًا لـ Pozhitkov ، قد يؤثر ذلك على صحة المرضى الذين تلقوا عضوًا جديدًا. لديهم زيادة في الإصابة بالسرطان مقارنة بعامة السكان. ربما لا تكمن النقطة في الأدوية التي تثبط جهاز المناعة الذي يتعين عليهم تناوله ، ولكن في عمليات ما بعد الوفاة في العضو المزروع. لا توجد بيانات دقيقة حتى الآن ، لكن الباحثين يفكرون في تخزين الأعضاء للزرع ليس في البرد ، ولكن على أجهزة دعم الحياة الاصطناعية.