كيف تشكلت الخلايا الأولى على الأرض؟
تاريخ النشر: 8th, March 2024 GMT
#سواليف
كشف فريق من علماء معهد “سكريبس” للأبحاث في كاليفورنيا أن #عملية #كيميائية تسمى ” #الفسفرة ” ربما ساهمت في المراحل المبكرة من تكوين #الخلايا الأولية على #الأرض.
وتعرف الفسفرة في الكيمياء الحيوية بأنها عملية إضافة مجموعة فوسفات إلى جزيء بروتين، أو إدخال مجموعة فوسفات إلى جزيء عضوي بشكل عام. وينجم عنها وظائف هامة يمكنها تحويل مجموعات كروية من الدهون تسمى الخلايا الأولية إلى إصدارات أكثر تقدما وتطورا، وأكثر تنوعا واستقرارا ونشاطا كيميائيا.
ولطالما اعتقد العلماء أن هذه الخلايا الأولية كانت بمثابة لبنات بناء أساسية للكيمياء الحيوية منذ أكثر من 3.5 مليار سنة، وربما نتجت من الينابيع الساخنة تحت المحيط على طول الطريق لتطور الهياكل البيولوجية الأكثر تعقيدا.
مقالات ذات صلة هل سيساعد الثقب الدودي على العودة إلى الماضي؟ 2024/03/07وافترض فريق البحث أنه نظرا لانتشار “الفسفرة” في وظائف الجسم البيولوجية، فلا بد أنها ساهمت في المراحل المبكرة من تكوين الخلايا الأولية.
وأجرى الفريق محاكاة في المختبر لظروف وعمليات قد تتطابق مع تلك التي وقعت في الأيام الأولى للأرض، ودمج مواد كيميائية معا، مثل الأحماض الدهنية والغلسرين، لإنشاء حويصلات أكثر تعقيدا (هياكل كالفقاعات تشبه الخلايا الأولية التي تسهل العمليات الخلوية).
وتوصل العلماء إلى التفاعلات الكيميائية المطلوبة من خلال إجراء بعض التغيير في درجة الحرارة والحموضة، ما يوضح أن “الفسفرة” ربما ساهمت في تطور الخلايا الأولية في الرواسب البدائية.
ويقول الكيميائي رامانارايانان كريشنامورثي، من معهد “سكريبس” للأبحاث: “يساعدنا هذا الاكتشاف على فهم البيئات الكيميائية المبكرة للأرض بشكل أفضل حتى نتمكن من اكتشاف أصول الحياة وكيفية تطورها”.
ويضيف الكيميائي سونيل بوليتيكورتي: “كانت الحويصلات قادرة على الانتقال من بيئة الأحماض الدهنية إلى بيئة الدهون الفوسفورية خلال تجاربنا، ما يشير إلى أنه كان من الممكن وجود بيئة كيميائية مماثلة قبل أربعة مليارات سنة”.
ومع ذلك، هناك حاجة إلى إجراء العديد من الدراسات المماثلة للتأكد من كيفية ظهور الحياة على الأرض.
ويقول عالم الفيزياء الحيوية أشوك دينيز، من معهد “سكريبس” للأبحاث: “تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى وجود ثروة من الفيزياء المثيرة للاهتمام أيضا، والتي ربما لعبت أدوارا وظيفية رئيسية على طول الطريق إلى الخلايا الحديثة”.
نشر البحث في مجلة Chem.
المصدر: سواليف
كلمات دلالية: سواليف عملية كيميائية الخلايا الأرض
إقرأ أيضاً:
طريقة جديدة لفصل الخلايا المسنّة.. هل سنفهم أمراض الشيخوخة الآن؟
ابتكر باحثون طريقة جديدة لتمييز الخلايا البشرية المسنّة عن الخلايا الأصغر عمرا باستخدام الفصل الكهربائي. وتقدم الطريقة الجديدة أداة ملائمة لأبحاث الشيخوخة وقد تفتح أيضا آفاقا في فحص الأدوية والطب التجديدي الذي يهتم بتجديد الأنسجة التالفة.
وتشير الأدلة العلمية إلى دور الخلايا المسنة في الحالات المرتبطة بالشيخوخة، مثل تصلب الشرايين، ومرض ألزهايمر، وداء السكري من النوع الثاني. لفهم هذه الأمراض وعلاجها، يحتاج العلماء إلى فهم كيفية تأثير الخلايا الهرمة على وظائف الجسم. ويبدأ هذا الأمر بفصل الخلايا الهرمة عن الخلايا الشابة.
ورغم اكتشاف علامات تميز الخلايا المسنّة فإن الطرق المتوفرة تتطلب وضع علامات كيميائية على الخلايا مما قد يفسد خصائصها ويجعلها غير صالحة للدراسة، أما الطريقة الجديدة فلا تتطلب وضع علامات وتسبب ضررا أقل للخلية.
وأجرى الدراسة باحثون من جامعة طوكيو متروبوليتان اليابانية، ونشرت نتائجها في مجلة المستشعرات آي تربل إي (IEEE Sensors Journal) في 11 يونيو/ حزيران الجاري، وكتب عنها موقع يوريك أليرت.
وتبدأ الشيخوخة على مستوى الخلية، ومع التقدم في السن تتراكم الخلايا المُسنّة في الجسم، ولا يقتصر الأمر على فقدان هذه الخلايا لجزء كبير من وظيفتها الأصلية، بل إنها تطلق مركبات تسبب الالتهاب.
تعتمد الطرق الحالية لفصل الخلايا على ما يعرف بالوسم الانتقائي، مثل ربط جزيء فلوري (يصدر ضوءا) بمركبات محددة معروفة بوجودها في الخلايا الهرمة، وتستغرق هذه الطريقة وقتا طويلا وإجراءات معقدة، بل إن العملية نفسها قد تغير خصائص الخلايا التي يرغب العلماء في دراسته.
تؤدي التغيرات في غشاء الخلية أثناء الشيخوخة إلى تغيير الخصائص الكهربائية للخلايا المسنّة وتنشأ من تغيرات في الجزيئات الدهنية التي تشكل غشاء الخلايا.
إعلانوقام الباحثون باستغلال التغيرات في الخصائص الكهربائية للخلية لتجاوز مشكلات الطرق المستخدمة لفصل الخلايا حاليا.
وضع الباحثون الخلايا تحت مجال كهربائي متناوب يؤدي إلى إعادة ترتيب طفيف للشحنة، حيث يصبح أحد طرفي الخلية مشحونا بشحنة موجبة أكثر من الطرف الآخر، وعندما تكون شدة المجال الكهربائي غير منتظمة حول الخلية فإنها تتحرك، وفي حال وجود مجال كهربائي متناوب، فإن الخلية تتذبذب ذهابا وإيابا بين الأقطاب الكهربائية.
عند تغيير تردد المجال الكهربائي يتغير سلوك حركة الخلية بشكل ملحوظ عند قيمة تعرف باسم تردد القطع، تهدف هذه الطريقة، المعروفة باسم التحليل الكهربائي الحركي المعدل بالتردد (frequency-modulated dielectrophoresis)، إلى تحديد نوع الخلية من خلال قياس هذه القيمة.
ركز الفريق جهوده على الخلايا الليفية الجلدية البشرية، وهي جزء مهم من النسيج الضام في الجلد. عندما اختبروا الخلايا الهرمة مقابل الخلايا الشابة وجدوا فرقا ملحوظا في ترددات القطع الخاصة بها.
زيادة 5% فورًا من المرتب القادم.. الحكومة تزف بشرى سارة لملايين الموظفين