اكتشف هذا العالم خدعة جديدة لجهاز المناعة عن طريق الحفر في القمامة الخلوية

غالبًا ما يجد المحققون أدلة مهمة عن طريق البحث في القمامة. لقد أتى هذا النهج بثماره الهائلة بالنسبة لعالِمة بيولوجيا النظم يفعات ميربل. عندما قامت هي وفريقها بالتحقيق في الخلوية مراكز إعادة التدوير المعروفة باسم البروتيزوماتلقد اكتشفوا جزءًا جديدًا تمامًا من جهاز المناعة.

يقول ميربل: «حتى الآن، لم نتمكن من اكتشافه، لأننا لم ننظر إلى صناديق قمامة الخلايا».

ومن مكتبها في معهد وايزمان للعلوم في رحوفوت بإسرائيل، تحمل نموذجًا بلاستيكيًا أزرق اللون للبروتيزوم، وهو عبارة عن هيكل على شكل برميل ذو قلب مجوف. تبدو الوظيفة بسيطة: تدخل البروتينات إلى الحجرة، حيث يتم تمزيقها ثم تخرج على شكل شظايا ببتيدية أصغر. لكن الآلية معقدة بشكل مدهش. يشتمل القلب على أكثر من عشرين وحدة فرعية من البروتين ويمكن أن يرتبط بمجموعة متنوعة من الحدود التنظيمية. إذا كان الهدف هو تقطيع البروتينات إلى شرائح، تساءل ميربل، لماذا الحاجة إلى مثل هذا التعقيد؟

استخدمت ميربل وفريقها قياس الطيف الكتلي لتحديد الببتيدات التي تنتجها البروتيازومات في مجموعة متنوعة من الخلايا. ثم قاموا بمقارنة تسلسلات هذه الببتيدات مع تلك ذات الوظائف المعروفة، باستخدام قواعد البيانات العامة. ووجدوا أن العديد منها يطابق تلك المعروفة بقدرتها على القضاء على البكتيريا، مثل ثقب أغشيتها. وحدد الفريق شظايا أخرى – يبلغ إجماليها حوالي 1000 – بتسلسلات تجعلها على الأرجح مضادة للميكروبات، وفقًا للخوارزمية.

قد يكون هناك المزيد. عندما استخدمت ميربل وزملاؤها نماذج حاسوبية لتقطيع جميع البروتينات البشرية إلى جميع أجزاء الببتيد الممكنة، وجدوا أن هناك أكثر من 270 ألف مضاد للميكروبات المحتملة. وقد اكتشف الفريق ما يبدو أنه آلية دفاع مناعية جديدة.

يقول ميربل: “كان هذا هو المكان الذي تشعر فيه بالقشعريرة، لأنك تدرك أنك ربما وجدت شيئًا أساسيًا”. وكشفت تجارب أخرى أنه عندما تصاب الخلايا بالبكتيريا، يقوم البروتيزوم باستبدال غطاءه التنظيمي بآخر يفضل إنتاج الببتيدات المقاومة للبكتيريا. يقول ميربل إنه خط الدفاع الأول، وهو خط يعمل بشكل مستقل عن تنشيط الخلايا المناعية.

تم نشر النتائج في شهر مارس (ك. غولدبرغ وآخرون. طبيعة 639، 1032-1041؛ 2025) ولديهم كثير من الناس في هذا المجال متحمسونيقول رسلان ميدجيتوف، عالم المناعة في كلية الطب بجامعة ييل في نيو هيفن بولاية كونيتيكت. “هناك شيء كنا نظن أنه مألوف جدًا ومفهوم جيدًا، ثم حدث انفجار – شيء غير متوقع ومثير تمامًا يخرج منه.” ويقول إن الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أن الببتيدات تأتي من “بروتينات خلوية عادية” وليس من البروتينات المشاركة بشكل خاص في الدفاع المناعي.

وهذا يعني أن المعالجة بواسطة البروتيزوم تزيد بشكل كبير من عدد الوظائف التي يمكن أن يؤديها بروتين واحد، كما يقول سيزار دي لا فوينتي، مهندس حيوي في جامعة بنسلفانيا في فيلادلفيا. ويقول: “إنها طريقة ذكية جدًا، من الناحية التطورية، لتشفير الكثير من الوظائف في جين واحد”.

لم يكن هذا النجاح شيئًا حلمت ميربل بتحقيقه. لقد جعل اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط الذي تعاني منه المدرسة أمرًا صعبًا بشكل خاص. لقد أحبت علوم الكمبيوتر وعلم الأحياء عندما كانت طفلة، لكنها كانت تكافح من أجل حضور الدروس ولم تتخرج من المدرسة الثانوية مع أقرانها. ومع ذلك، على مر السنين، أصبحت تتقبل أن الطريقة التي يعمل بها دماغها هي ميزة وليست عيبًا. ويعطيها وجهة نظر مختلفة.