في أوقات الحرب، تغير المصانع خطوط إنتاجها لدعم احتياجات المعركة، فتتحول من تصنيع قطع غيار السيارات إلى رشاشات، أو من تصنيع الغسالات إلى محركات الطائرات، ويمكن للنباتات أن تفعل الأمر ذاته؛ حيث يتغير سلوكها من وقت السلم إلى زمن الحرب أيضاً.
وغالباً ما تتعرض المحاصيل والنباتات للهجوم من البكتيريا والفيروسات ومسببات الأمراض الأخرى، وعندما تستشعر النباتات غزواً ميكروبياً، فإنها تُحدث تغييرات جذرية في الحساء الكيميائي للبروتينات (جزيئات الحياة الأساسية)، داخل خلاياها.
وفي السنوات الأخيرة، عملت دونغ زينايان، عالمة الأحياء الجزيئية وفريقها في جامعة ديوك الأميركية، على اكتشاف كيفية القيام بذلك. وفي دراسة جديدة نُشرت بالعدد الأخير من مجلة «سيل»، كشفوا عن المكونات الرئيسية في الخلايا النباتية التي تعيد برمجة آلية صنع البروتين لمحاربة الأمراض.
وفي كل عام، يُفقد نحو 15 في المائة من غلة المحاصيل بسبب الأمراض البكتيرية والفطرية، ما يكلف الاقتصاد العالمي نحو 220 مليار دولار.
وكشفت دونغ وفريقها البحثي: «عندما تتعرض النباتات للهجوم، فإنها تحوّل أولوياتها من النمو إلى الدفاع، لذلك تبدأ الخلايا في تصنيع بروتينات جديدة وقمع إنتاج البروتينات الأخرى، وفي غضون ساعتين إلى 3 ساعات تعود الأمور إلى طبيعتها».
ولبناء بروتين معين، تُنسخ التعليمات الجينية في الحمض النووي المعبأ داخل نواة الخلية إلى جزيء مرسال يسمى «الرنا المرسال»، ومن ثَم تتجه هذه السلسلة من «الرنا المرسال» إلى «السيتوبلازم» (جميع المحتويات أو المواد الموجودة في الخلية، باستثناء النواة)؛ حيث «تقرأ» بنية تسمى «الريبوسوم» الرسالة وتترجمها إلى بروتين.
وفي الدراسة الجديدة، أوضحت دونغ وزملاؤها كيف تعمل هذه المنطقة مع الهياكل الأخرى داخل الخلية، لتنشيط إنتاج البروتين في «زمن الحرب»؛ حيث أظهروا أنه عندما تكتشف النباتات هجوماً من العوامل الممرضة، فإن العلامات الجزيئية التي تشير إلى نقطة البداية المعتادة للريبوسومات للهبوط عليها وقراءة «الرنا المرسال» تُزال، مما يمنع الخلية من صنع بروتينات «زمن السلم» النموذجية.
وتقول دونغ في تقرير نشره الموقع الرسمي لجامعة ديوك الأميركية، أول من أمس، إنه من خلال فهم كيفية تحقيق النباتات لهذا التوازن، يأمل العلماء في إيجاد طرق جديدة لهندسة محاصيل مقاومة للأمراض دون الإضرار بكمية الإنتاج.
وأجرى فريق دونغ الجزء الأكبر من تجاربهم في نبات يشبه الخردل، يُدعى «الأرابيدوبسيس ثاليانا»، ولكن عُثر على تسلسلات مماثلة من «الرنا المرسال» في كائنات أخرى، بما في ذلك ذباب الفاكهة والفئران والبشر، لذلك قد تلعب دوراً أوسع في التحكم في تخليق البروتين في النباتات والحيوانات على حد سواء.
عقار جديد مُحتمل لمرض السكري من النوع الثاني
طور فريق بحثي من مركز هيلمهولتز ميونيخ البحثي، والمركز الألماني لأبحاث السكري، وشركة «نوفو نورديسك»، تركيبة هرمونية جديدة لعلاج مرض السكري من النوع الثاني. ودمج العلماء في التركيبة الجديدة تأثيرات خفض نسبة السكر في الدم لعقاري «تيزاجليتازار»، هرمون الجهاز الهضمي (GLP – 1)، أو ما يعرف بـ(شبيه الجلوكاجون ببتيد – 1)، في دواء جديد و«فعال» للغاية.
والميزة هي أنه من خلال الجمع بين تيزاجليتازار و(شبيه الجلوكاجون ببتيد – 1) فإن ذلك يساعد على أن الأول يدخل فقط الأنسجة التي تحتوي على مستقبلات الثاني، وهذا يقلل من الآثار الضارة للأول مع زيادة التأثيرات على التمثيل الغذائي للسكر.
وأجريت اختبارات العقار الجديد بنجاح في الدراسات على الحيوانات. ونشرت النتائج في العدد الأخير من دورية «نيتشر ميتابوليزم». ويحسن عقار «تيزاجليتازار» التمثيل الغذائي للجلوكوز والدهون لدى مرضى السكري من النوع 2، ويعمل على مستقبلين داخل نواة الخلية لزيادة حساسية الأنسولين، وتم إثبات ذلك في المرحلة الثالثة من التجارب السريرية.
ومع ذلك، تسبب «تيزاجليتازار» أيضاً في حدوث تأثيرات غير مرغوب فيها، مثل علامات تلف الكلى. ومن أجل استخدام الدواء علاجيا، استخدم الباحثون حيلة، حيث دمجوه باستخدام الكيمياء الحيوية مع هرمون الجهاز الهضمي (GLP – 1) والذي استخدم منذ عدة سنوات بنجاح لعلاج مرض السكري من النوع 2، ويسمح هذا العقار المركب بالعمل فقط على الخلايا والأنسجة التي تحتوي على مستقبلات هذا الهرمون.
ويقول تيمو مولر، الأستاذ بالمركز الألماني لأبحاث السكري، الباحث الرئيسي بهذا العمل، في تقرير نشره أول من أمس، الموقع الرسمي للمركز، «يعمل الدواء الجديد على تحسين تحمل الجلوكوز والتمثيل الغذائي للسكر، وتم بالفعل اختبار العقار الجديد بنجاح في الدراسات التي أجريت على الحيوانات».
ويضيف: «أدى العقار إلى تحسين التمثيل الغذائي للسكر لدى الفئران الذكور المصابة بالسمنة والسكري إلى حد أكبر بكثير، مقارنة بالعلاج باستخدام هرمون (GLP – 1) فقط أو عقار (تيزاجليتازار) وحده، وبدون أي آثار ضارة».
وكان العلاج فعال بشكل خاص في زيادة مستويات تحمل الجلوكوز، وكانت الجرعات الدنيا فقط من الدواء الجديد مطلوبة لتحقيق التحسين المستدام لعملية التمثيل الغذائي للجلوكوز. ويقول آرون نوفيكوف، مؤلف رئيسي آخر بالدراسة، «يتمتع هذا الدواء بإمكانيات كبيرة في العلاج الحاد لمستويات السكر المرتفعة في الدم المرتبطة بمرض السكري من النوع الثاني».
ويسعى الباحثون الآن لإجراء التجارب السريرية، واختبار ما إذا كان يمكن تحسين فعالية هذا العلاج المركب الجديد بشكل أكبر باستخدام التعديلات الكيميائية الحيوية.
