اكتشاف غير متوقع يختبئ داخل الخلايا النباتية!

على الرغم من أننا نفكر في الخلايا الموجودة بداخلنا والعضيات التي تتكون منها على أنها خرائط جيدة، يبدو أنه ما يزال هناك بعض المفاجآت الغريبة.

ومؤخرا، نشر فريق من الباحثين ورقة بحثية تصف هيكلا مفاجئا موجودا داخل عضية – ظلت مخفية عن مرأى الجميع لعقود.

وتسمى العضية البيروكسيسوم “لومن” وهي غشاء مفرد يشبه الفقاعة مملوء بمصفوفة بروتينية حبيبية. إنها ليست أهم آلية خلوية (ليست بالضبط ميتوكوندريا أو نواة)، ولكن هذه الأعضاء الخلوية الصغيرة جدا لها أدوار رئيسية في تحطيم الجزيئات وتكوينها.

وداخل بيروكسيسومات الخلايا النباتية، فوجئ الباحثون بالعثور على حويصلات، وهو أمر لم نعتقد أن العضيات تحويه.

وتطفو البيروكسيسومات حول خلايا جميع الكائنات متعددة الخلايا وتزيل الجزيئات التفاعلية، التي تحتوي على الأكسجين وتساعد على تكسير الدهون. ولدى البشر والثدييات الأخرى، يبلغ حجمها 0.1 ميكرومتر فقط – وهي صغيرة بما يكفي حتى مع وجود المجاهر عالية الطاقة.

ويوضح عالم الكيمياء الحيوية في جامعة رايس، زاكاري رايت، أن “البيروكسيسومات في الخميرة وخلايا الثدييات أصغر من دقة الضوء. ومن خلال الفحص المجهري الفلوري، يمكن رؤية نقطة فقط. وهذا هو الحد الذي يمكن أن يفعله الضوء”.

ولكن رايت درس نبات Arabidopsis thaliana عندما كان خريجا، حيث اكتشف هياكل غير متوقعة داخل البيروكسيسوم.

ويحتوي Arabidopsis، وهو نوع من الجرجير، بالفعل على بيروكسيسومات كبيرة. وفي الشتلات، يمكن أن يتراوح حجمها بين 9-12 ميكرومترا، وهي كبيرة بما يكفي ليس فقط لتمييزها بوضوح تحت المجهر، ولكن للنظر بداخلها.

وقال رايت: “إن البروتينات الفلورية الساطعة، بالاشتراك مع بيروكسيسومات أكبر بكثير في نبات Arabidopsis، جعلت من الواضح للغاية، وأسهل بكثير، رؤية ذلك. قمت بإعادة النظر في الأدبيات القديمة حقا حول البيروكسيسومات من الستينيات، ورأيت أنهم لاحظوا أشياء متشابهة ولم يفهموها”.

ووجد الفريق أنه بالإضافة إلى الغشاء الطبيعي الذي عرفناه، هناك أيضا العديد من الأغشية الأخرى داخل العضية – والمعروفة أيضا باسم الحويصلات.

وتُستخدم الحويصلات عادة لنقل الجزيئات حول الخلية أو داخل العضية. إنها تحافظ على الجزيئات مطوية بأمان بعيدا في شرنقة مانعة للماء، حيث لا يمكنها التفاعل مع أجزاء أخرى من الخلية.

وكتب الفريق في ورقتهم الجديدة: “من خلال الاستفادة من مزايا نظام Arabidopsis، تتحدى النتائج التي توصلنا إليها وجهة النظر القديمة للبيروكسيسومات باعتبارها عضيات بسيطة أحادية الغشاء، وقد تساعد في معالجة الأسئلة الأساسية في وظيفة البيروكسيسوم والتطور”.

وعلى الرغم من أننا سنحتاج إلى إجراء المزيد من الأبحاث لتأكيد أن حويصلات البيروكسيسوم التي عُثر عليها حديثا موجودة أيضا في الخلايا البشرية، وما تفعله بالفعل، فإن الفريق لديه بعض الأفكار.

وقال رايت: “عندما تفكر في نوع تقليدي من التفاعل الكيميائي الحيوي، لدينا فقط ركيزة تطفو في البيئة المائية للخلية – اللومن – وتتفاعل مع الإنزيمات. لذا، إذا كنت تستخدم هذه الأغشية لإذابة المستقلبات غير القابلة للذوبان في الماء، والسماح بوصول أفضل إلى الإنزيمات اللمعية، فقد تمثل استراتيجية عامة للتعامل بشكل أكثر كفاءة مع هذا النوع من التمثيل الغذائي”.