წარმოიდგინეთ მატარებელი, რომელიც სადგურზე დგას. მგზავრები ასულები არიან, კონდუქტორებმა ბილეთები შეამოწმეს და ყველაფერი მზადაა, თუმცა მატარებელი ადგილიდან არ იძვრება. მიზეზი მარტივია: მემანქანის საათი გაჩერდა. მსგავსი პრობლემა ხდება ცოცხალ უჯრედებშიც, როდესაც განვითარების დროის მართვის სისტემა იშლება.

ცივი გაზაფხულის ლაბორატორიის (CSHL) მეცნიერებმა C. elegans-ის ტიპის ჭიებში აღმოაჩინეს მექანიზმი, რომელიც ორგანიზმის ზრდას „მთავარი საათის“ პრინციპით მართავს. ეს სისტემა კოორდინაციას უწევს გენების აქტივობის იმ თანმიმდევრულ ბიძგებს, რომლებიც აუცილებელია ორგანიზმის ზრდისა და მომწიფებისთვის.

როგორ მუშაობს ბიოლოგიური „საათი“

კვლევის თანახმად, ორი ცილა — MYRF-1 და LIN-42 — ქმნის უკუკავშირის წრედს, რომელიც ჭიის გენომის ცენტრალური საათის ფუნქციას ასრულებს. ისინი განსაზღვრავენ, როდის დაიწყება გენეტიკური აქტივობის თითოეული ფაზა და რამდენ ხანს გაგრძელდება იგი.

მეცნიერების თქმით, ეს არის პირველი შემთხვევა, როდესაც აღმოჩენილია არაგამეორებადი ბიოლოგიური საათი. პროფესორ კრისტოფერ ჰამელის განმარტებით, ეს სისტემა მოქმედებს როგორც „ჩამკეტი“ (ratchet) — ის გენებს რთავს და თიშავს, მაგრამ პროცესი მხოლოდ ერთი მიმართულებით, განვითარებისკენ მიდის.

კვლევისთვის მეცნიერებმა მოლეკულური ბიოლოგიის ტრადიციული მეთოდები ხელოვნური ინტელექტის ინსტრუმენტ AlphaFold-თან გააერთიანეს. შედეგებმა აჩვენა, რომ MYRF-1 ასრულებს ორმაგ როლს: ის არის როგორც თითოეული სტადიის დაწყების გამშვები მექანიზმი, ისე მისი დასრულების მაკონტროლებელი.

როდესაც MYRF-1-ის მუშაობა ხელოვნურად შეზღუდეს, განვითარების მთლიანი პროგრამა ჩაიშალა. როგორც პროფესორი ჰამელი აღნიშნავს, ეს ცილა მოქმედებს როგორც „მასტერკლავი“ — მის გარეშე განვითარება კედელს ეჯახება და პროგრესი შეუძლებელი ხდება.

მომავალი კვლევები და სამედიცინო პერსპექტივა

კვლევის ჯგუფი, რომელშიც CSHL-ის კვლევითი დირექტორი ლიმორ ჯოშუა-ტორიც შედის, ახლა იმის გარკვევას ცდილობს, თუ როგორ ურთიერთობენ ეს საათები სხვადასხვა უჯრედში. მეცნიერებს აინტერესებთ, ხდება თუ არა უჯრედშორისი კომუნიკაცია, რათა განვითარების პროცესი სინქრონულად წარიმართოს.

ამ აღმოჩენას დიდი მნიშვნელობა აქვს განვითარების დარღვევებისა და გენეტიკური დაავადებების შესწავლისთვის. იმის გაგება, თუ როგორ ინარჩუნებს სხეული ზრდის ტემპს, მეცნიერებს საშუალებას მისცემს, მომავალში ახალი მიდგომები შეიმუშაონ იმ შემთხვევებისთვის, როდესაც ბუნებრივი განვითარება შეფერხებულია.