قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
عادة ما تعيش بطيئات المشية، والمعروفة أيضًا باسم الدببة المائية، في بعض البيئات الأكثر تحديًا على وجه الأرض. هذه الحيوانات المجهرية غير عادية لدرجة أنها سافرت إلى محطة الفضاء الدولية للبحث.
عندما تصبح الأمور صعبة، تكون المخلوقات القوية بشكل مدهش قادرة على الدخول في شكل من أشكال الرسوم المتحركة المعلقة، تسمى “حالة Tun”، لعقود من الزمن. الآن، يقول الباحثون إنهم اكتشفوا الآلية الغامضة التي تنشط وضع البقاء على قيد الحياة لدى الحيوانات – ويمكن أن يكون لهذا العمل آثار على البشر – وفقًا لدراسة جديدة.
تحت الضغط في البرد الشديد أو غيرها من الظروف البيئية القاسية، تنتج أجسام بطيئات المشية جذور حرة غير مستقرة من الأكسجين وإلكترونًا غير متزاوج، المعروف أيضًا باسم أنواع الأكسجين التفاعلية التي يمكن أن تلحق الضرر ببروتينات الجسم والحمض النووي إذا تراكمت بشكل زائد. (نعم، هذا الإجهاد التأكسدي هو نفس الحدث الفسيولوجي الذي يتعرض له البشر عند التوتر، ولماذا يقترح خبراء الصحة تناول كميات كبيرة من التوت الأزرق وغيرها من الأطعمة المضادة للأكسدة عندما يكون لديك أسبوع شاق في العمل).
ووجد الباحثون أن آلية البقاء تبدأ عندما يتلامس السيستين، وهو أحد الأحماض الأمينية التي تشكل البروتينات في الجسم، مع هذه الجذور الحرة للأكسجين ويتأكسد. هذه العملية هي الإشارة التي تتيح لبطيء المشية معرفة أن الوقت قد حان للدخول في وضع الحماية. وتصبح الجذور الحرة، إذا جاز التعبير، بمثابة المطرقة المستخدمة لتحطيم زجاج جهاز إنذار الحريق.
تم نشر النتائج في 17 يناير في مجلة PLOS One.
وقالت أماندا سميثرز، مؤلفة الدراسة الرئيسية وزميلة أبحاث ما بعد الدكتوراه في معهد دانا فاربر للسرطان وجامعة هارفارد الطبية، إن هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد في النهاية في تطوير مواد يمكنها الاستجابة للظروف القاسية مثل الفضاء السحيق أو العلاجات التي يمكن أن تنزع سلاح الخلايا السرطانية. مدرسة في بوسطن.
“لحظة اكتشاف”
في الموائل القاسية المتنوعة مثل القارة القطبية الجنوبية، وقمم الجبال وفتحات أعماق البحار، فإن بطيئات المشية التي تواجه درجات حرارة شديدة أو الجفاف سوف تسحب أذرعها الثمانية وتقلل من كمية المياه التي تخزنها.
تتقلص دببة الماء إلى ربع حجمها الطبيعي. تتحول اللافقاريات الخطية والمكتنزة إلى حد ما إلى كرات واقية وجافة في حالة تون، حيث تكون كامنة في بيئات من شأنها أن تقتل معظم أشكال الحياة الأخرى.
وقالت سميثرز والباحثون في جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل وجامعة مارشال في هنتنغتون، فيرجينيا الغربية، إنهم بدأوا لأول مرة في النظر في هذه الظاهرة بفضل مجموعة متزايدة من المؤلفات التي تشير إلى أن السيستين كان متورطًا في إطلاق عملية الضبط.
“عندما كنا ننظر إلى قائمة كل هذه الظروف المجنونة التي يمكن لبطيئات المشية البقاء على قيد الحياة – الفضاء، في الفراغ، تركيز عالٍ من الملح كما هو الحال عندما يبدأ المحيط بالتبخر – الشيء الوحيد الذي ربط كل هذه الأشياء حقًا هو أنواع الأكسجين التفاعلية، قال سميثرز. “لقد كانت في الواقع بمثابة لحظة اكتشاف.”
على مدى العقد الماضي، بدأ الباحثون يدركون أن أنواع الأكسجين التفاعلية، والجذور الحرة التي كانت تعتبر ذات يوم “مشكلة” تمامًا، كما قال سميثرز، قد تكون “مهمة حقًا لكي تعمل أجسامنا وتكون قادرة على التكيف مع الضغوط المختلفة”.
قالت دراسات سابقة إنه بدلاً من أن تساعد الجذور الحرة في بدء عملية الضبط كحماية ضد الضغوطات، كانت بطيئات المشية تحمي نفسها من الجذور الحرة. وجدت سميثرز وزملاؤها أن إنتاج الجسم للجذور الحرة هو بدلاً من ذلك جزء من عملية مساعدة بطيء المشية على حماية نفسه من خلال الالتفاف على شكل كرة صلبة مقاومة للحرارة الشديدة أو البرودة أو العوامل البيئية الأخرى.
وقالت: “لقد توصلنا إلى هذه الفكرة (وهي) ربما تكون تلك الأنواع هي التي ترسل إشارات إلى بطيئات المشية للدخول في حالة الضبط الخاصة بها”.
أولاً، تجربة خارج الكتب
قبل إعداد العملية الأطول المستخدمة في الدراسة، دعت سميثرز إحدى الطالبات الجامعيات لمساعدتها في إجراء تجربة سريعة واختبار فرضيتها المبكرة حول أنواع الأكسجين التفاعلية ودورها في بدء تكوين التون.
طلب سميثرز من الطالب التوجه إلى صيدلية والحصول على بعض البيروكسيد، وهو أحد الجذور الحرة الشائعة. وبينما كان سميثرز يشاهد التجربة عبر تطبيق FaceTime، أسقط الطالب بعض البيروكسيد على دب مائي ليرى ما سيحدث.
“فجأة، بدأ يضغط إلى الداخل. وبدأت ساقاه تدخلان إلى جسده. بدأت تتقلص. قال سميثرز: “لقد أصبحت النغمة المثالية التي نعرف أننا نتوقعها”.
كيف يمكن لسر بطيئات المشية أن يساعد البشر
لم يتم إجراء البحث فقط لمعرفة كيف تعيش الحيوانات في البيئات القاسية التي غالبًا ما تعيش فيها. وقال سميثرز إن النتائج يمكن أن تساعد الباحثين على تطوير مواد يمكنها الاستجابة للظروف القاسية – مثل هندسة معدات رجال الإطفاء التي يمكن أن تخلق حاجزًا وقائيًا. عندما تصبح الظروف قاسية للغاية – أو تطوير علاجات كيميائية أفضل لتدمير الأورام الخبيثة عن طريق تعطيل التدابير الوقائية التي تجعل قتل الخلايا السرطانية أمرًا صعبًا للغاية.
هذه النتيجة مثيرة للدكتور ويليام آر ميلر، وهو أستاذ مساعد باحث في جامعة بيكر في مدينة بالدوين، كانساس. ولم يشارك ميلر، الذي درس وكتب عن بطيئات المشية، في هذا البحث.
وقال ميلر: “سيكون ذلك أمرا رائعا، إيجاد طرق أخرى يمكن من خلالها استخدام هذه الآليات للسيطرة على السرطان”.
وقال ميلر إنه معجب بقدرة سميثرز على تخيل الطرق التي يمكن من خلالها تنفيذ أبحاث بطيئات المشية في أبحاث السرطان ومجالات أخرى. وقال إن الأمر يتطلب “مستوى آخر من العقل والتفكير للعثور على نقل تقنية واحدة أو مجموعة واحدة من الأشياء إلى تقنية بعيدة جدًا. نحن بحاجة إلى المزيد من ذلك.”
جينا شنوير هو كاتب مستقل ومحرر ومنتج صوتي في أنكوراج بولاية ألاسكا ويركز (في الغالب) على العلوم والفن والسفر.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com