اكتشاف التركيب الذري لأحد المكونات الأساسية في العضلات
الأكتين هو أحد أكثر البروتينات إنتشارًا في الخلية، ويسهل رؤية سبب ذلك بعد تفحص وظائفه الأساسية في الحياة بدقة. إنه أساس معظم الحركات التي تحدث في الجسم، حيث إنه يوفر قدرة الحركة لكل الخلايا التي تحتويه : العضلات التي تنقبض، القلب الذي ينبض، الدم الذي يتجلط، والخلايا العصبية التي تتواصل، والمزيد والمزيد. كما قد تكون الحركة أحيانًا ضارة كما في خلايا السرطان التي تنفصل عن الورم الأساسي وتنتشر في أنسجة بعيدة.
قامت مجموعة من الباحثين في مجال الفيزياء الحيوية بمدرسة بيريلمان الطبية في جامعة بنسلفانيا بإضافة المزيد من المعلومات في مجال آلية عمل الخلايا العضلة. فقد وصفوا كيف تقوم خيوط الأكتين بتثبيت أحد نهايتيها لكي تقوم بتكوين وحدة بناء العضلة (الساركومير).
تتجمع وحدات الأكتين بعد الحصول على مساعدة من عدة بروتينات أخرى. عند التجمع تتكون خيوط الأكتين التي تدخل في تركيب تراكيب مختلفة الأشكال. تمتلك خيوط الأكتين قطبية-طرف موجب وطرف سالب- تعكس ميلها الطبيعي لإكتساب أو فقد وحدات من الأكتين حين لا تكون الخيوط مستقرة.
الأكتين هو واحد من بروتينيَن مهمَين (الآخر هو الميوسين) في تركيب الساركومير، والساركومير هو الوحدة الانقباضية للخلايا العضلية القلبية، والإرادية المخططة، واللاإرداية الملساء. في الساركومير يتم تثبيت خطوط الأكتين عند كلا نهايتيها ببروتينات مغطية للنهاية. وعند القطب السالب من الخيط يكون هذا البروتين المغطي هو التروبوموديولين Tropomodulin.
يقوم العلماء بوصف كيف يقوم التروبوموديولين بالتفاعل مع النهاية-بطيئة-النمو لخيوط الأكتين. حيث أنه من وجهة النظر الاكلينيية، فإن تشوهات التربوموديولين قد تؤدي لتراكم تكتلات من خيوط الأكتين الغير طبيعية، مما يساهم في ظهور مرض الاعتلال العضلي الخيطي أو أمراض عضلية أخرى تتميز بتأخر التطور الحركي وضعف العضلات.
قلة المعلومات التركيبية عن النهاية السالبة لخيوط الأكتين تحد بدرجة شديدة فهمنا لطريقة تغطية التروبوموديولين للأكتين، لكن بعد أن قام فريق الباحثين بوصف التركيب الذري الكريستالي لمركب التروبوموديولين والأكتين. التراكيب والتحاليل الكيميائية الحيوية لجزيئات التروبوموديولين توضح كيفية التفاف جزئ تروبوموديولين واحد حول النهاية السالبة لخيط الأكتين، مما يساهم في تكوين روابط عالية التخصص بين وحدات خيط الأكتين الثلاثة وجزيئين التروبوميوسين (مركب مميز آخر في ساركومير العضلة) على كلتا نهايتي خيط الأكتين. الصورة المفصلة التي تنبعث من هذه الدراسة سوف تسلط الضوء على كيفية مساهمة تشوهات التروبوموديولين، الأكتين، والتروبوميوسين في أمراض القلب.
يبحث الفريق الآن في بروتين عضلي آخر يٌسمى ليومودين leiomodin تم إكتشافه مؤخرًا ويشابه التروبوموديولين ولكن يبدو أن له وظيفة منفصلة أخرى عنه، حيث أنه يساهم في تطور وإصلاح ساركومير العضلة.
اعداد: عمرو خالد
