دانشمندان برای رسیدن به درک بهتری از نحوه تبدیل یک تخمک بارور شده به انسان با سلول‌های بی‌شمار، به سراغ بررسی مگس میوه رفتند و دو پروتئین را که عامل این تبدیل در مرحله اولیه هستند شناسیی کردند.
به گزارش جی پلاس، همه ما در ابتدای به وجود آمدنمان تنها یک تخمک بارور شده بوده‌ایم. احتمالا با کل این فرآیند آشنا باشید. فقط ۲۴ ساعت طول می‌کشد تا اسپرم‌ها تخمک را بارور کنند. در لحظه لقاح، آرایش ژنتیکی جنین کامل است. سپس سلول‌ها شروع به تقسیم می‌کنند، سپس کاشت صورت می‌گیرد و جنین شروع به رشد می‌کند.
با این حال، این روند بسیار پیچیده‌تر از این تعریف است که به عنوان یک مجموعه رقص پیچیده از رشد سلولی توصیف می‌شود، فرآیندی که منجر به تبدیل شدن ما به یک انسان با سلول‌های بی‌شمار می‌شود.
در دنیای زیست شناسی در حال توسعه، درک کامل این فرآیند پیچیده هدف اصلی برای محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا است.
در مطالعه‌ای که اخیرا در آزمایشگاه "آنجلیک استاتوپولوس" استاد زیست شناسی این موسسه انجام شده و در ژورنال Cell Reports منتشر شده است، محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا دو پروتئین را که مانند یک رهبر ارکستر عمل می‌کنند و کل مراحل اولیه توسعه جنین را هدایت و رهبری می‌کنند، شناسایی کردند.
محققان برای این مطالعه به سراغ مگس میوه یا مگس سرکه رفتند. گرچه به نظر می‌رسد بررسی مگس کمی عجیب و غریب است، اما معمولا از مگس میوه به عنوان یک الگوی ارگانیسم برای به دست آوردن دانش مفهومی بهتر از زیست شناسی که پایه و اساس توسعه انسان است، استفاده می‌شود.
در این تحقیق این سؤال مطرح شده است: چگونه سلول‌های جنینی مگس میوه تصمیم می‌گیرند که ژن‌ها در چه موقعی بیان شوند تا در قسمت‌های مناسب بدن رشد کنند؟
اینجاست که قیاس با یک ارکستر منطقی به نظر می‌رسد. هر سلول در یک مگس میوه به عنوان نمونه، دارای یک کپی از نسخه ژنوم مگس است. سلول‌های فردی با گذشت زمان ژن‌ها را متفاوت بیان می‌کنند و توانایی سلول‌ها در ایجاد کاربردهای تخصصی بر تنظیم بیان ژن استوار است.
در یک ارکستر، هر نوازنده که نماینده یک سلول در بدن است، برای عملکرد خود نمره یکسانی را دریافت می‌کند، در حالی که هر نوازنده نقش خاص خود را در نواختن موسیقی ایفا می‌کند.
تفاوت در بیان ژن سلولی توسط پروتئین‌هایی به نام فعال کننده که باعث افزایش بیان ژن‌ها می‌شوند و سرکوبگرها که باعث کاهش بیان ژن‌ها می‌شوند، صورت می‌گیرد.
متداول‌ترین سرکوبگرهای مورد مطالعه به صورت منطقه‌ای متمرکز شده‌اند، به این معنی که در مکان‌های خاص به سلول محدود می‌شوند.
تیم تحقیقاتی سرانجام دریافت که دو پروتئین به نام‌های "رانت"(Runt) و "Su (H)" محرک آغاز رشد جنین و عامل اصلی شروع فرآیند تبدیل تخمک به جنین هستند.
آنها دریافتند که "رانت" مانند یک رهبر ارکستر در واقع هماهنگ کننده زمان بیان ژن‌ها در جنین و نظم دهنده است. سرکوبگرهای "رانت" بیان برخی ژن‌ها را تا زمان مناسب سرکوب می‌کنند.
از طرف دیگر، "Su(H)" سطح بیان ژن را کنترل می‌کند، مانند رهبر ارکستر که میزان بلند یا آرام نواختن ساز توسط نوازنده را تعیین می‌کند.
"استاتوپولوس" در باب اهمیت این تحقیق گفت: جنین‌ها به سرعت رشد می‌کنند و بیان ژن پویا است. بنابراین مهم است که از چگونگی پیشرفت این فرآیند در طول زمان اطلاع کسب کنیم.
وی افزود: در گذشته ما با تمرکز روی جنین‌های ثابت، به نگاه ثابتی می‌رسیدیم، اما اکنون توانایی هیجان انگیزی داریم که می‌توانیم با گرفتن فیلم، به صورت زنده به این روند توسعه نگاه کنیم. این به ما امکان می‌دهد به بینش‌های جدیدی برسیم، از جمله اینکه فاکتورهای رونویسی در طول زمان چگونه کار می‌کنند. بیش از نیمی از ژن‌های یک مگس میوه در انسان نیز کار می‌کنند، بنابراین درک چگونگی رشد جنین یک مگس میوه برای ما بسیار مهم است.
محققان در آزمایشگاه از یک تکنیک تصویربرداری زنده برای درک بیشتر این فرآیند توسعه و رساناهایی که مسئولیت توسعه زندگی بشر را بر عهده دارند، استفاده کردند.
