اكتشف العلماء بروتيناً ينظم الساعة البيولوجية

يخبر بروتين يسمى QUASIMODO الساعة البيولوجية الداخلية بالوقت الحالي من اليوم.

من المعروف أن كل كائن حي لديه ساعة بيولوجية مدمجة تُنسّق كيمياءه الحيوية ووظائفه الفسيولوجية وسلوكه مع الوقت من اليوم. ومن البديهي أن هذه الساعة لا بد أن تتزامن بطريقة ما مع طول ساعات النهار، أي تعتمد على المعلومات المُستقبلة من قِبَل المُستقبلات البصرية. وقد تمكن علماء من كلية كوين ماري بجامعة لندن من اكتشاف بروتين يُحدد ما إذا كان الوقت نهارًا أم ليلًا مُظلمًا في الخارج.

أمضى البروفيسور رالف ستانيوسكي وفريقه سنوات في دراسة نظام تنظيم الساعة البيولوجية، وكانت ذبابة الفاكهة (دروسوفيلا) بمثابة نموذج للباحثين. في السابق، اكتشف العلماء بروتينًا خاصًا للمستقبلات الضوئية، وهو الكريبتوكروم، يعمل فقط مع الخلايا العصبية التابعة لنظام الساعة البيولوجية. بتحليل عمل مستقبل الكريبتوكروم، توصل الباحثون إلى وجود آلية أخرى تُضبط بها ساعاتنا الداخلية وفقًا للوقت الحقيقي. وقد أدى البحث في هذا الاتجاه إلى اكتشاف بروتين يُسمى كواسيمودو (QSM).

تبيّن أن تخليق هذا البروتين يزداد بشكل ملحوظ استجابةً للضوء. وتبيّن أن بروتين كواسيمودو يرتبط بتغذية راجعة سلبية مع بروتين آخر من النظام اليومي - وهو بروتين تايمليس (تيم): إذ تؤدي زيادة محتوى الأول إلى انخفاض تركيز الثاني.

يُظهر التقرير، المنشور في مجلة علم الأحياء الحالي، أن تذبذبات بروتين TIMELESS تعكس الوقت من اليوم؛ فهو البروتين الذي يُخبر ذباب الفاكهة بموعد النوم، أو على العكس، "بعيش حياة نشطة". أما مفتاح TIMELESS نفسه فهو QUASIMODO، الذي يتفاعل مع الضوء، ويُعتبر بالتالي "معيارًا زمنيًا": فبمساعدته، يُميز دماغ الحشرة بين الليل والنهار.

بينما أصيبت ذبابات الفاكهة العادية باضطراب في إيقاعها اليومي تحت الإضاءة المستمرة، حافظ بروتين QUASIMODO على نشاطها؛ إذ أظهرت ذبابات الفاكهة التي أوقفت جين QSM نشاطًا دوريًا في تخليق بروتين TIMELESS وسلوكًا مماثلًا. ووفقًا للباحثين، قد يوجد هذا النظام المزدوج لتنظيم الإيقاع اليومي، الذي يشمل الكريبتوكروم وQUASIMODO، ليس فقط لدى الحشرات، بل لدى البشر أيضًا. إذا كان الأمر كذلك، فإن بروتين QUASIMODO هو الذي يساعدنا على التكيف مع إيقاع يومي جديد عند السفر بين المناطق الزمنية.

[ 1 ]