في تطورين علميين بارزين، كشف باحثون عن اكتشافات تسلط الضوء على أسرار الحياة من جوانب متناقضة. حيث نجح فريق علمي في بناء واحدة من أكثر المحاكاة الرقمية اكتمالاً لخلية حية، بينما تمكن فريق آخر من تحديد المفتاح الجزيئي الذي يحدد متى تتوقف الخلايا البشرية عن الانقسام والتكاثر.
على الرغم من اختلاف المسارين، يجتمع هذان الإنجازان ليقدما صورة أوضح للحياة، سواء في أبسط صورها أو أعقدها، حيث تعمل وفق نظام دقيق ومترابط يفوق ما كان يُعتقد سابقاً.
تفاصيل الحدث
لأول مرة، تمكن الباحثون بقيادة زين ثورنبورغ، من معهد "بيكمان للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة" في جامعة "إلينوي" الأمريكية، من إنشاء نموذج حاسوبي يتتبع كل جزيء داخل خلية بكتيرية بسيطة خلال عملية نسخ حمضها النووي "دي إن إيه" وانقسامها إلى خليتين. وقد نُشرت هذه الدراسة في مجلة "سيل" في 9 مارس 2026. تم تقليص المادة الجينية لهذه الخلية إلى 493 جيناً فقط، مما جعلها نموذجاً مثالياً لفهم كيفية نشوء الحياة من مكوناتها الأساسية.
المحاكاة الرقمية أعادت بناء جميع العمليات الحيوية، بما في ذلك تضاعف الحمض النووي، وتصنيع البروتينات، ونشاط الريبوسومات، وتغيرات الغشاء الخلوي. ومع تحرك الجزيئات واصطدامها داخل "الخلية الافتراضية"، اتبعت نفس السلوك الذي تفعله الخلايا الحقيقية. واستغرقت الخلية الافتراضية 105 دقائق لإكمال دورة خلوية كاملة، وهو وقت مطابق تقريباً لوقت الخلية الحقيقية.
السياق والخلفية
لم تكن هذه العملية مجرد رسوم متحركة، بل خريطة تفصيلية لما يجعل الخلية حية. ويفتح ذلك الباب أمام ابتكار مضادات حيوية جديدة وفهم تطور الحياة المبكرة وتصميم كائنات دقيقة مبرمجة لأغراض طبية أو بيئية. لكن فهم كيفية بدء الحياة لا يقل أهمية عن فهم كيفية توقفها.
في دراسة منفصلة نُشرت في مجلة "Molecular Cell" بتاريخ 18 ديسمبر 2025، اكتشف الباحثون أن بروتيناً واحداً يُسمى "ATM" هو المسؤول عن اتخاذ القرار المصيري الذي يُجبر الخلايا البشرية على التوقف عن الانقسام في عملية تُعرف بـ"الشيخوخة التكاثرية". وقد قاد الدراسة تيتيا دي لانغ، رئيسة مختبر بيولوجيا الخلية وعلم الوراثة في جامعة "روكفلر" في نيويورك.
التداعيات والتأثير
لفترة طويلة، اعتقد الباحثون أن بروتينَي "ATM" و"ATR" يعملان معاً لاستشعار قِصَر التيلوميرات، وهي الأغطية الواقية في نهايات الكروموسومات التي تقصر مع كل انقسام خلوي. لكن الدراسة الجديدة نقضت هذه الفكرة تماماً، مؤكدة أن بروتين "ATM" هو وحده المسيطر على عملية التوقف.
عندما عطّل العلماء هذا البروتين، استمرت الخلايا في الانقسام حتى عندما أصبحت تيلوميراتها قصيرة جداً. والأدهى من ذلك، أن تعطيل بروتين "ATM" في خلايا "مسنّة" أعاد قدرتها على الانقسام، مما يعني أن الشيخوخة الخلوية ليست نهاية حتمية بل مفتاح يمكن تشغيله ووقفه.
الأثر على المنطقة العربية
تجمع هذه الاكتشافات بين عنصرين مهمين، وهما الأكسجين والبيئة المحيطة بالخلايا، حيث أظهرت الخلية الافتراضية أن التغيرات البسيطة في بيئة الخلية تؤثر بعمق على سلوك مكوناتها الجزيئية. وينطبق الأمر نفسه على الخلايا البشرية. تعيش معظم الأنسجة في جسم الإنسان في بيئة تحتوي على 3 في المائة فقط من الأكسجين، لكن في المختبر تُزرع الخلايا عادةً في 20 في المائة منه، مما يثير تساؤلات حول سرعة شيخوخة الخلايا في المختبر مقارنة بالجسم.
تُبشر هذه الاكتشافات بمرحلة متطورة تتيح لنا اختبار الخلايا افتراضياً قبل إجراء التجارب الفعلية عليها، مما يعيد تشكيل فهمنا للشيخوخة كحالة قابلة للتعديل وليس كمصير محتوم. ومن ثم، يمكن تصميم علاجات أكثر دقة للأمراض مثل السرطان والأمراض التنكسية.
في الختام، تُظهر هذه الإنجازات أن قوانين الحياة لم تعد طي الكتمان، بل تُفكك طلاسمها خطوة بعد خطوة وبوتيرة أسرع من أي وقت مضى.