الميتوكوندريا تتخلص من الحمض النووي في الدماغ، مما قد يؤدي إلى تقصير سنوات من حياتنا
مصر:إيهاب محمد زايد
يتم امتصاص بقايا الحمض النووي التي تتخلص منها وحدات الطاقة في الخلايا العصبية لدينا في الجينوم النووي لدينا بشكل أكثر تكرارًا مما كان متوقعًا، مما قد يعرض أدمغتنا لخطر أكبر للإصابة بحالات تهدد الحياة.
توصل تحقيق أجراه فريق من الباحثين بقيادة جامعة كولومبيا في الولايات المتحدة إلى أن الأفراد الذين لديهم أعداد أكبر من إدخالات الميتوكوندريا النووية – أو NUMTs (تنطق نيو-مايتس) – في خلايا أدمغتهم هم أكثر عرضة للموت في وقت مبكر من أولئك الذين لديهم عدد أقل من عمليات نقل الحمض النووي.
تعمل الميتوكوندريا كبطاريات لخلايانا، حيث تنتج الطاقة في شكل عملة كيميائية تناسب معظم احتياجات الجسم الأيضية. كانت هذه المحطات الصغيرة القوية كائنًا ميكروبيًا منفصلاً في حد ذاته، وقد استولى عليها أسلافنا وحيدي الخلية منذ مليارات السنين في الماضي، مع الجينات وكل شيء.
ومنذ ذلك الحين، كانت جينوماتنا الأصلية والميتوكوندريا موجودة في ترتيب مشترك مفيد للطرفين، حيث تقوم الميتوكوندريا ببطء بخلط صفحات جينومها في المكتبة الجينية للمنزل.
إنها هجرة خفية مستمرة حتى يومنا هذا.
تقول عالمة الأحياء الجزيئية بجامعة كولومبيا كالبيتا كاران: “إنه أمر نادر، ولكن يتم دمج جينوم نووي جديد في الجينوم البشري مرة واحدة تقريبًا من كل 4000 ولادة”.
“هذه واحدة من العديد من الطرق، المحفوظة من الخميرة إلى البشر، والتي تتحدث بها الميتوكوندريا مع الجينات النووية”.
بالنسبة لعلماء الأنساب الذين يتتبعون وراثة الميتوكوندريا أو الأطباء الشرعيين الذين يبنون خرائط عائلية، يمكن أن يكون هذا التلوث المتبادل للمواد الوراثية مصدرًا للارتباك.
كشف الباحثون الطبيون عن مشكلة أكثر إثارة للقلق: يمكن أن يؤدي إدراج الحمض النووي للميتوكوندريا في جينوماتنا أيضًا إلى مقاطعة العمليات الحيوية.
يقول عالم الوراثة بجامعة ميشيغان رايان ميلز، الذي شارك في قيادة الدراسة مع مارتن بيكارد، عالم النفس البيولوجي للميتوكوندريا من جامعة كولومبيا: “يتصرف الحمض النووي للميتوكوندريا بشكل مشابه للفيروس من حيث أنه يستخدم القطع في الجينوم ويلصق نفسه فيه، أو مثل الجينات القافزة المعروفة باسم العناصر العكسية التي تتحرك حول الجينوم البشري”.
كان هذا السلوك الشبيه بالفيروس “المُنشأ محليًا” مرتبطًا سابقًا بارتفاع خطر الإصابة بسرطانات معينة في أنظمة الجسم الأخرى، والذي جنبًا إلى جنب مع الأدلة على أن NUMTs تسرع الشيخوخة في خلايا الخميرة دفع الباحثين إلى التفكير فيما إذا كان تراكم الحمض النووي للميتوكوندريا طوال العمر في النوى غير التناسلية قد يسبب مشاكل صحية أخرى.
باستخدام بنك من المواد بعد الوفاة التي تم جمعها كجزء من دراسة طولية منفصلة حول المشاكل العصبية لدى كبار السن، قام الفريق بقيادة بيكارد وميلز بتحليل العديد من المناطق المختلفة من أنسجة المخ والخلايا المناعية الممثلة في أقل من 1200 فرد.
يمكن لأجزاء من الحمض النووي للميتوكوندريا أن تنتقل عبر مسام النواة وتندمج في كروموسومات الخلية.
لم تكن أجزاء من الحمض النووي للميتوكوندريا مدمجة في كروموسومات الخلايا غير التناسلية في الجسم بشكل متكرر بشكل مفاجئ فحسب، بل إن بعض الأنسجة طويلة العمر بشكل خاص كانت تحتوي على ذكريات ميتوكوندريا مدى الحياة.
بالمقارنة بالخلايا التي تدور في الدم، تراكمت في خلايا المخ عدد أكبر بكثير من NUMTs، حيث تحتوي العينات المأخوذة من القشرة الجبهية الأمامية الظهرية على أكثر من خمسة أضعاف عدد الإدخالات الميتوكوندريا مقارنة بالأنسجة المأخوذة من المخيخ.
ومن المثير للقلق أن الأفراد الذين لديهم أعداد أكبر من NUMTs في جينوماتهم العصبية كانوا أكثر عرضة للوفاة في وقت مبكر، حيث كان أولئك الذين ماتوا في سن أصغر يعانون من إدخالين إضافيين لكل عقد من حياتهم مقارنة بأقرانهم الذين عاشوا لفترة أطول.
يقول بيكارد: “هذا يشير لأول مرة إلى أن NUMTs قد يكون لها عواقب وظيفية وربما تؤثر على عمر الإنسان”.
“يمكن إضافة تراكم NUMT إلى قائمة آليات عدم استقرار الجينوم التي قد تساهم في الشيخوخة والتدهور الوظيفي وعمر الإنسان”.
وجد مقياس للإدخالات في ثقافات الخلايا الليفية الجلدية البشرية أن NUMT جديد يظهر في المتوسط كل 12.6 يومًا، وهو معدل زاد بشكل كبير بين الميتوكوندريا التي تحتوي على طفرات مرهقة.
هذه ليست المرة الأولى التي يُشتبه فيها في أن أجزاء مستبعدة من الحمض النووي للميتوكوندريا تسبب ضررًا عصبيًا، ولكن من الواضح الآن أن دمجها في مكتبتنا الجينية قد يتسبب في نوع خاص من الفوضى.
إن تحليل الأنسجة الأخرى عبر مجموعة سكانية أوسع نطاقًا قد يكشف عن رؤى أخرى حول عواقب ملء الميتوكوندريا لخلايانا بصفحات من مذكراتها الجينية.
ومع ذلك، فإن هذه النظرة الصغيرة إلى المحادثة الجينية داخل خلايانا تشير إلى أننا بحاجة إلى الانتباه عن كثب إلى التوتر القديم بين هذين الرفيقين القديمين.
نُشر هذا البحث في مجلة PLOS Biology.
