نگرشی جدید بر فرآیند تقسیم سلولی

دانشمندان دانشگاه میشیگان با استفاده از تابش لیزرهای مافوق سریع توانستند قسمت‌هایی‌ از کروموزم را تکه تکه کرده و چگونگی رفتار کروموزم‌ها را ببینند و به این وسیله به بینشی اساسی در ارتباط با فرآیند تقسیم سلولی (میتوسیس) برسند که می‌تواند به درک بهتری از بیماری‌های ژنتیکی همچون سالخوردگی و سرطان کمک کند. سلول‌ها در گیاهان، قارچ‌ها، حیوانات و انسان طی فرآیندی موسوم به میتوسیس تقسیم می‌شوند.

کد خبر: ۲۶۵۹۲۹

به کمک یک نیروی ساختاری به نام Mitotic spindle کروموزم‌های تکراری به جهت مخالف هدایت شده و در نهایت باعث تقسیم سلول به 2 تکه می‌شوند.

هر سلول به تعداد مناسبی کروموزم نیاز دارد که این تعداد برای حیات سلول و همچنین بر حسب بیماری‌ها مهم بوده و فرق می‌کند.

از پرسش‌های مهم و اساسی در زیست‌شناسی این است که چطور کروموزم‌ها طی فرآیند سلولی به طور مناسب تفکیک می‌شوند؟ کروموزم‌ها از کجا آمده و توسط چه نیرویی‌ هدایت می‌شوند؟

تحقیقات نشان می دهد نیروهایی‌ با عنوان نیروهای دفع قطبی بازیگردان این فرآیند هستند که اندازه و جهت این نیروها کروموزم‌ها را هدایت می‌کند و در فرآیند تقسیم سلول نقش مرکزی هدایت کروموزم‌های جدا شده را ایفا می‌کند؛ البته تاکنون کسی نتوانسته ارتباط سیستمی بین این فرآیندها را بیابد.

گمان می‌رود نیروهای دفع قطبی به واسطه تعامل میان موتورهای پروتئین در بازوی کروموزم‌ها ایجاد می‌شود که این نیرو بر ساختار تیوبی سلول (میکروتیوبیول) حرکت می‌کند.

ساختار تیوبی سلول شامل تیوب‌های نازک و درازی است که به عنوان یک حامی ساختاری درون سلولی و خط آهنی برای عبور محموله ایموتورهای مولکولی نظیر کروموزم است و با تغییر اندازه کروموزم می‌توان مقدار آن را پیش‌بینی کرد.

محققان در این تحقیق از سوسمار آبی به عنوان یک مدل جانوری استفاده کردند و با برداشتن قسمتی از کروموزم دریافتند حتی اندازه تکه‌های برداشته شده از کروموزم در جهت حرکت کروموزم‌ها موثر است. برای برداشتن کروموزم از یک فناوری با دقتی بی‌نظیر استفاده شد. محققان با تابش‌هایی‌ لیزری در مدت یک کوادریلیوم ثانیه (یک بیلیونیم از یک میلیونم) توانستند برش‌هایی در اندازه میکرومتر و ضخامت نانومتر ایجاد کنند.

وقتی تقسیم سلول‌ها به شکل صحیح انجام نمی‌شود معمولا سلول‌ها از بین می‌روند، اما بقای آنها می‌تواند منجر به سرطان یا اختلالات مربوط به سالخوردگی شود. بیماری‌هایی‌ همچون سندرم داون در نتیجه جداسازی نا مناسب کروموزم‌هاست.

با دانستن چگونگی هدایت کروموزم‌ها می‌توانیم بهتر دخالت داروها را در حرکت کروموزم‌ها فهمیده و آزمایش‌های جدیدی را برای غربال کردن داروها طراحی کنیم، چراکه داروهای زیادی برای دخالت در فرآیند میتوسیس وجود دارد، اما تعداد کمی از آنها برای درمان سرطان موثر است.