Kwa miaka mingi, watafiti wameshangaa jinsi baadhi ya seli zinavyojielekeza kuelekea kemikali inayojisambaza yenyewe. Sasa, katika toleo la wiki hii la Sayansi, watafiti wa Johns Hopkins wanatambua protini inayojilimbikiza kuelekea ncha ya mbele ya seli na kusaidia seli "kuhisi" kuelekea kulengwa.
"Kuhisi gredi ni muhimu katika kila kitu kuanzia uvimbe, kupambana na magonjwa na ukuaji wa mishipa ya damu hadi uponyaji wa jeraha na ukuaji kabla ya kuzaa," anasema Peter Devreotes, Ph. D., profesa wa biokemia na mwandishi mkuu wa utafiti huo. Ugunduzi huo, anasema, unaleta watafiti hatua moja karibu na kuelewa utaratibu huu wa kuhisi kemikali na kuutumia kutengeneza matibabu.
"Ikiwa tunaelewa mchakato wa kemotaksi, katika siku zijazo tunaweza kuuhimiza au kuuzuia," asema Devreotes. "Hii inaweza kuwa na manufaa katika kuhimiza majeraha kupona, kutibu saratani kwa kupunguza kasi ya ukuaji wa mishipa ya damu, au kupunguza uvimbe na hivyo kudhibiti ugonjwa wa yabisi."
Mchakato ambao seli zinaweza kujisogeza zenyewe kuelekea shabaha fulani hujulikana kama kemotaksi. Wakati seli inapotaka kuvutia seli nyingine, hutoa molekuli za ishara zinazoitwa chemoattractants. Molekuli hizi husafiri kuelekea seli nyingine na kuweka kidimbwi cha kina kirefu kuizunguka. Kisha seli itasonga kuelekea chanzo, hata wakati idadi ya molekuli za chemoattractant karibu na mbele ya seli pokea ni asilimia 10 tu ya juu kuliko karibu na nyuma. Kwa kuongezea, ukingo mmoja wa seli, unaojulikana kama ukingo wa "kuongoza", ni nyeti zaidi kwa uhamasishaji, ambao husaidia zaidi kuongoza seli kuelekea lengo lake. Kwa kuzingatia sehemu hizi za habari, watafiti walitafakari, je seli ilijuaje mwelekeo wa kusafiri na ilitambuaje ukingo wake wa kwanza?
Ili kujibu maswali, Devreotes na wenzake wamekuwa wakisoma amoeba inayoitwa Dictyostelium, ambayo hufanya kazi kama seli nyingi za kemotaksi. "Amoeba hii ya kijamii" hujibu kivutio cha kemikali kinachojulikana kama cAMP, na majibu yake huiruhusu kuwasiliana na amoeba wenzake katika ujanja wa kuishi. Utafiti katika miaka kumi iliyopita kuhusu Dictyostelium ulionyesha kuwa seli hutumia vipokezi vilivyounganishwa na G-protini kuhisi vivutio vya kemikali. Kama vile seli nyingine za kemotaktiki, amoeba inaweza kuhisi minyundo ya kina kifupi na kuwa na ukingo mmoja tu wa kuongoza.
Devreotes na wenzake walitafuta protini ambazo hazijasambazwa kwa usawa ndani ya amoeba ya kijamii ambazo zinaweza kueleza jinsi seli huhisi mwelekeo. Walijua kwamba wakati molekuli za chemoattractant zinapoingia kwenye vipokezi, vipokezi hubadilisha umbo lao, na badiliko hili huvutia protini za G zinazoelea kwenye utando wa seli. Watafiti walipochunguza usambazaji wa vipokezi, hata hivyo, waligundua kuwa vipokezi vilisambazwa kwa usawa kuzunguka seli.
Mnamo 1998, Devreotes na wenzake waligonga bahati nasibu wakati, baada ya kuchambua idadi ya kemikali ndani ya seli, waligundua kwamba ukingo wa mbele wa seli una kiasi kikubwa cha protini mahususi. Protini hizi, zinazoitwa PH zenye kikoa-protini, huelea kwa uhuru katika mwili wa seli lakini huvutwa upande mmoja wakati mawimbi ya G-protini yanapowezeshwa. Watafiti walifanya hivi kwa kuambatisha vitambulisho vya protini ya kijani kibichi kwa protini za kikoa cha PH na kisha kuchungulia kupitia darubini ili kubaini ni upande gani wa seli protini hizi zilizowekwa alama zilikusanyika baada ya kukabiliwa na kambi. Waligundua kuwa protini za fluorescent zilitia alama mahali kwenye utando ambapo mawimbi ya protini ya G yanafanya kazi.
Katika Sayansi ya sasa, watafiti wanasema sasa wanajua kinachofanya sehemu ya mbele ya seli kuwa nyeti zaidi kwa uchangamshaji. Waliambatanisha protini ya kijani kibichi kwa sehemu ya G-protini. Walipochunguza seli chini ya darubini, waligundua kuwa protini za G zilikusanywa kwenye utando wa seli kuelekea ukingo wa mbele. Katika jaribio lingine, watafiti wa Hopkins walilemaza seli kwa kemikali na kuzifanya zipoteze makali yao ya kwanza. Watafiti waligundua kuwa protini za G kisha zikasambazwa sawasawa kuzunguka nje ya seli na kwamba seli zikawa nyeti sawa katika sehemu zote.
"Hii inatuambia ni kwamba seli inaweza kuhisi juu ya uso wake lakini inaweza tu kuongoza ikiwa na ncha yake ya mbele," inasema Devreotes. Watafiti wanasema kwamba ingawa wengine wamependekeza kwamba mgawanyo usio sawa wa protini unaweza kuhusika katika kemotaksi, yao ndiyo protini ya kwanza kama hiyo kutambuliwa kwa uthabiti kufanya hivyo.
Waandishi wengine wa utafiti ni Tian Jin, Ning Zhang, Yu Long, na Carole Parent. Taasisi za Kitaifa za Afya zilifadhili utafiti huo.
- -JHMI- -
Mawasiliano ya Vyombo vya Habari: Kate O'Rourke (410)955-8665Barua pepe: [email protected]
