عوامل اندماج الخلايا

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

البروتينات الاندماجية بين الخلايا هي بروتينات سكرية تُسهّل اندماج أغشية الخلايا . يُعدّ اندماج الخلايا ضروريًا لدمج جينومات الأمشاج وتكوين الأعضاء في الكائنات متعددة الخلايا. يحدث اندماج الخلايا عندما يُعاد ترتيب كلٍّ من الهيكل الخلوي للأكتين والبروتينات الاندماجية بشكل صحيح عبر غشاء الخلية. وتتم هذه العملية بواسطة بروزات غشائية مدفوعة بالأكتين. [ 1 ]

المعرفات

تأثيرات EFF-1 و AFF-1 على شكل الحويصلات.

تُعرف بروتينات EFF-AFF بأنها مُعرّفات للبروتينات السكرية من النوع الأول التي تُكوّن عوامل اندماج الخلايا. وقد تم التعرف عليها لأول مرة عندما وُجد أن طفرات EFF-1 "تمنع اندماج الخلايا في جميع ظهارة البشرة والفرج " في الدودة الأسطوانية Caenorhabditis elegans . [ 2 ] تُعدّ EFF-AFF عائلة من البروتينات السكرية الغشائية من النوع الأول التي تعمل كعوامل اندماج بين الخلايا، وقد سُميت بهذا الاسم نسبةً إلى " فشل اندماج الخلية المُثبّتة " . ولأنه كان معروفًا أن طفرات EFF-1 تنجح في دمج الخلية المُثبّتة مع النسيج الخلوي المُدمج (الدرز الرحمي) لإنتاج أنبوب رحمي فرج متصل، فقد تم اكتشاف طفرات AFF-1 عند فشل هذه الروابط. واعتُبر AFF-1 ضروريًا لهذه العملية بالإضافة إلى اندماج الخلايا غير المتجانسة في C. elegans . [ 3 ] تمتلك الأشكال الغشائية لهذه البروتينات، كمعظم عوامل الاندماج الفيروسية، تسلسل إشارة في الطرف الأميني ، يليه جزء خارجي طويل ، ونطاق غشائي متوقع، وذيل داخلي قصير. ويشير " التشابه الملحوظ في موقع وعدد جميع السيستين الستة عشر في الجزء الخارجي" لبروتينات EFF-AFF من أنواع مختلفة من الديدان الأسطوانية إلى أن هذه البروتينات مطوية في بنية ثلاثية الأبعاد متشابهة ، وهي ضرورية لنشاطها الاندماجي. [ 4 ] تُعد بروتينات AFF-1 وEFF-1 في دودة C. elegans ضرورية لاندماج الخلايا أثناء النمو ، ويمكنها دمج خلايا الحشرات. "وبالتالي، تُشكل عوامل الاندماج عائلة قديمة من عوامل الاندماج الخلوية التي يمكنها تعزيز الاندماج عند التعبير عنها على جسيم فيروسي." [ 5 ]

عملية

البروتينات المُحفزة لاندماج الخلايا هي بروتينات تُعزز اندماج الأغشية البلازمية بين الخلايا المختلفة. ولكي يُعتبر البروتين مُحفزًا للاندماج، يجب أن يكون ضروريًا للاندماج، وأن يدمج أغشية غير مألوفة، وأن يكون موجودًا على الغشاء المُندمج عند الحاجة. تشمل هذه الخلايا، على سبيل المثال لا الحصر: الأمشاج، والخلايا المغذية، والخلايا الظهارية، وغيرها من الخلايا النامية. تُساهم هذه البروتينات المُحفزة في اندماج الخلايا، ويمكنها أيضًا إصلاح الخلايا العصبية، والاندماج الذاتي، وإغلاق الفجوات البلعمية. على الرغم من أن هذه البروتينات تُعزز وظائف مُتشابهة بين الخلايا، إلا أن لكل منها آليات مُختلفة. تُسمى هذه الآليات بالآليات أحادية الجانب (حيث يلزم وجود غشاء واحد مُندمج) والآليات ثنائية الجانب (حيث توجد نفس البروتينات المُحفزة للاندماج أو بروتينات مُحفزة مُختلفة على كلا الغشائين). تبدأ مُعظم آليات البروتينات المُحفزة للاندماج بالاندماج الجزئي، ولكن آلية البروتينات المُحفزة لاندماج الخلايا تتكون من أربع خطوات مُنفصلة. [ 6 ]

خطوة

  1. يجب أن تتعرف الخلايا على بعضها البعض وأن تكون قريبة من بعضها البعض.
  2. يحدث اندماج نصفي.
  3. تنفتح مسام الاندماج في بنية الاندماج النصفي، مما يسمح لمحتويات الخلية بالاندماج.
  4. تتحد الخلايا بشكل كامل نتيجة لتوسع المسام.

التطبيقات

دورها في إخصاب الأمشاج

تُستخدم عوامل اندماج الخلايا في تطبيقات متعددة. تلعب هذه العوامل الكيميائية دورًا هامًا في التكاثر الجنسي واللاجنسي من خلال تعزيز اندماج طبقتي الغشاء الخلوي. [ 6 ] في التكاثر الجنسي، وُجدت أدلة تُثبت أن بعض عوامل اندماج الحيوانات المنوية والبويضة ضرورية في الفئران، ومن بينها بروتينان هما IZUMO1 وCD9. بعد مقارنة بيانات التجارب التي أُجريت على النباتات والفطريات واللافقاريات، تبيّن أن العديد من الجينات الأساسية قد تكون مسؤولة عن الإخصاب. مع ذلك، وكما هو الحال في الخمائر، لم يُعثر على أي جينات كافية لعملية الإخصاب. [ 7 ] مؤخرًا، صُنِّف بروتين آخر كعامل اندماج للأمشاج (HAP2 أو GCS1). وكما في المثال السابق، يوجد هذا البروتين في النباتات والطلائعيات واللافقاريات. يُشبه هذا العامل عامل اندماج الخلايا الجسدية حقيقي النواة المذكور سابقًا، EFF-1. يُحفّز وجود HAP2 اندماج نصفي واختلاط محتويات الخلية. [ 6 ] مع ذلك، عند النظر في التكاثر اللاجنسي، يمكن للخلايا الجسدية أيضًا أن تخضع لاندماج الخلايا أو اندماجها الذاتي. ومن بين عوامل الاندماج الملحوظة، بروتينا SO وMAK-2. وتشير الأدلة إلى أن هذه البروتينات تتحكم في تركيز البروتين وتوزيعه بكفاءة وتنظمهما. [ 7 ]

أدوار في إصلاح الخلايا العصبية

في المجال الطبي، تُجرى تجارب لاختبار استخدامات عوامل دمج الخلايا في إصلاح الأعصاب المحورية، وتحديد مدى فعاليتها مع أنواع أخرى من الخلايا العصبية. الطريقة الحالية لإصلاح الأعصاب هي خياطة نهايات الأعصاب المقطوعة، وهي طريقة تتطلب فترة نقاهة طويلة، مع انخفاض معدل عودة الأعصاب المُصلحة إلى وظيفتها الطبيعية. عند دراسة عوامل دمج الخلايا كحل محتمل، قسّم الباحثون هذه العوامل إلى مجموعتين بناءً على آليات الدمج: تجميع الخلايا وتعديل الغشاء. وُجد أن أحد عوامل الدمج، وهو البولي إيثيلين جلايكول (PEG)، ينتمي إلى كلتا المجموعتين. هذا العامل هو الذي مكّن من استعادة الخلايا العصبية لدى البشر. بمجرد إتمام العمليات الجراحية ضمن إطار زمني محدد (12 ساعة لإصلاح الأعصاب البشرية و24 ساعة لعلاج عرق النسا في الفئران)، كانت عملية تعافي المريض ناجحة تقريبًا. مع هذا البحث، تبرز إمكانية إصلاح طعوم الأعصاب البشرية. من بين الاستخدامات المحتملة لعوامل دمج الخلايا التي دُرست: لقاحات السرطان وتجديد الخلايا التالفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إصلاح أي عصب طرفي في الجسم، ويمكن للأنسجة المنقولة أن تعمل بمجرد عودة الحواس. وأخيرًا، يمكن إصلاح أي جراحة أُجريت على الأعصاب أيضًا، مما يؤدي إلى تعافٍ أسرع. [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ شيلاجاردي ك، لي إس، لوه إف، ماريكار إف، دوان آر، جين بي، وآخرون  . (أبريل 2013). "نتوءات الغشاء الغازي المدفوعة بالأكتين تعزز تفاعل البروتين الاندماجي أثناء اندماج الخلايا الخلوية" . علوم . 340 (6130): 359–63 . بيب كود : 2013Sci...340..359S . دوى : 10.1126/science.1234781 . بمك 3631436 . بميد 23470732 .  
  2. ↑ موهلر وآخرون (مارس 2002). "بروتين الغشاء من النوع الأول EFF-1 ضروري لاندماج الخلايا أثناء النمو" . خلية النمو . 2 (3): 355-362 . doi : 10.1016/S1534-5807(02)00129-6 . PMID 11879640 .  
  3. ↑ سابير أ، تشوي ج، ليكينا إ، أفينوام أ، فالانسي س، تشيرنومورديك ل ف، وآخرون . (مايو 2007). "AFF-1، وهو عامل اندماج مُنظَّم بواسطة FOS-1، يُسهِّل اندماج الخلية المُثبِّتة في C. elegans" . خلية النمو . 12 (5): 683-98 . doi : 10.1016/j.devcel.2007.03.003 . PMC 1975806. PMID 17488621 .   
  4. ↑Sapir A, Avinoam O, Podbilewicz B, Chernomordik LV (January 2008). "Viral and developmental cell fusion mechanisms: conservation and divergence". Developmental Cell. 14 (1): 11–21. doi:10.1016/j.devcel.2007.12.008. PMC 3549671. PMID 18194649.
  5. ↑Avinoam O, Fridman K, Valansi C, Abutbul I, Zeev-Ben-Mordehai T, Maurer UE, et al. (April 2011). "Conserved eukaryotic fusogens can fuse viral envelopes to cells". Science. 332 (6029): 589–92. Bibcode:2011Sci...332..589A. doi:10.1126/science.1202333. PMC 3084904. PMID 21436398.
  6. 123Brukman NG, Uygur B, Podbilewicz B, Chernomordik LV (May 2019). "How cells fuse". The Journal of Cell Biology. 218 (5): 1436–1451. doi:10.1083/jcb.201901017. PMC 6504885. PMID 30936162.
  7. 12Aguilar PS, Baylies MK, Fleissner A, Helming L, Inoue N, Podbilewicz B, et al. (July 2013). "Genetic basis of cell-cell fusion mechanisms". Trends in Genetics. 29 (7): 427–37. doi:10.1016/j.tig.2013.01.011. PMC 4022042. PMID 23453622.
  8. ↑Abdou SA, Henderson PW (January 2019). "Fusogens: Chemical Agents That Can Rapidly Restore Function After Nerve Injury". The Journal of Surgical Research. 233: 36–40. doi:10.1016/j.jss.2018.07.013. PMID 30502271. S2CID 54563954.
This article incorporates text from the public domain Pfam and InterPro: IPR029213