سلولها از کجا میدانند که مربوط به کدام عضو بدن هستند؟
به گزارش وبسایت صنعت جهان، هر یک از ما از گروه بسیار کوچکی از سلولها رشد کردهایم که زمانی توانایی تبدیلشدن به هر بخش بدن را داشتند. با رشد ما، این سلولها تقسیم شدند و تخصص یافتند. اما سلول چگونه میفهمد بسته به موقعیتش باید به بافت مغز، استخوان یا کبد تبدیل شود و نه چیز دیگر؟ این توانایی تخصصیافتن، بخش مهمی از جامعه انسانی هم هست. انسانها دههها وقت صرف میکنند تا در چند کار محدود مهارت پیدا کنند.
اگرچه ما افراد چندمهارته مانند داوینچی را تحسین میکنیم، اما اگر همه چنین رویکردی داشتند، جامعه از کار میافتاد، زیرا تقریباً همهچیز بد انجام میشد. هر جانور یا گیاهی شبیه یک تمدن است. احتمالاً سه میلیارد سال طول کشید تا از زمان پیدایش حیات، سلولها توانایی سازماندهی جمعی برای ساخت موجودات پیچیدهتر را پیدا کنند. افزون بر عوامل محیطی مانند کمبود اکسیژن، بخشی از مشکل احتمالاً یافتن راه اطمینان از این بود که هر سلول نقش درست خود را پیدا کند.
پاسخ هنوز بهطور کامل روشن نشده، اما نکته مرکزی آن به شیبهایی مربوط میشود که توسط مولکولهایی به نام مورفوژنها ایجاد میشوند. DNA سلول طوری برنامهریزی شده که هم به مقدار این مورفوژنها و هم به جهت افزایش یا کاهش آنها واکنش نشان دهد. وقتی شرایط مناسب باشد، مورفوژنها ژنهایی را فعال میکنند که سبب میشود سلول به آنچه در موقعیتش لازمست تبدیل شود.
برای برخی سلولها این دادهها تنها به شکل تقریبی کافیست، اما پروفسور آرتور لنَدِر از دانشگاه کالیفرنیا، اروین، یادآوری میکند که برخی دیگر نیازمند دقت بسیار بیشتر هستند. اگر بدن آسیب ببیند، سلولها باید به درستی بدانند نسبت به محل آسیب در کجا قرار دارند تا بهترین واکنش ترمیمی را انجام دهند. این به آن معناست که مورفوژنها باید نهتنها مدام ساخته شوند، بلکه مدام هم تخریب شوند تا گرادیانی ایجاد شود که بهاندازه کافی واضح باشد تا سلول از آن برای جهتگیری استفاده کند.
گیرندههای سلولی خاصی مورفوژنها را جذب و تخریب میکنند تا تعادلی برقرار شود که گرادیان را پایدار نگه دارد. با این حال، گرادیانهای مورفوژنی نمیتوانند کل داستان باشند. برای نمونه، پایدار نگهداشتن یک گرادیان بهشکل کامل تقریباً غیرممکن است. اگر سلولها هر بار که مقدار مورفوژنها کمی تغییر میکرد جهتیابیشان را از دست میدادند، نتایج میتوانست فاجعهآمیز باشد.
باتوجه به میزان خطای ابزارهای اندازهگیری ساختهشده توسط انسان، احتمالاً سلولها هم luôn محیط خود را بهدرستی نمیخوانند. سلولها روشهای بسیار هوشمندانهای برای مدیریت این مسئله دارند. برای نمونه، برخی سلولها همان مورفوژنهایی را که برای تشخیص موقعیتشان نیاز دارند تخریب میکنند. این نوعی «نظر دوم» با تأیید اضافی گرفتن است. اگر سلول در تشخیص جهت گرادیان مطمئن نیست، مورفوژنهای اطرافش را تخریب میکند و منتظر سیگنالی میماند که از منبع مورفوژنها به سمتش میرسد تا تصویر واضحتری از موقعیت خود داشته باشد.
لندر اشاره میکند که این تنها یک نمونه از مجموعه پیچیدهای از مبادلههاست که سلولها هنگام اتکا به این اندازهگیریها با آن مواجه هستند؛ مبادلههایی که میان مقدار مورفوژنها تعادل برقرار میکنند. او میگوید: «راهکارهایی که عملکرد را در یک زمینه بهبود میبخشند، معمولاً عملکرد را در زمینه دیگر ضعیف میکنند.»
