عدد اليوم
أبوظبي (الاتحاد)
ابتكر فريق من الباحثين في جامعة نيويورك أبوظبي وجامعة نيويورك، بقيادة كلود ديسبلان، الحاصل على لقب «البروفيسور الفضي» في علم الأحياء وعلم الأعصاب بجامعة نيويورك والأستاذ المشارك في مركز علوم الجينوم والأنظمة الحيوية بجامعة نيويورك أبوظبي، «أطلس مراحل النمو» يختص بالتعبير الجيني في الخلايا العصبية، من خلال الاعتماد على التسلسل الجيني والتعلم الآلي، وذلك لتصنيف أكثر من 250 ألف خلية عصبية في أدمغة ذباب الفاكهة.
وتشير الدراسة، التي نُشرت في مجلة «نيتشر»، الدورية العالمية الرائدة في مجالات العلوم متعددة التخصصات، إلى أن الخلايا العصبية تظهر معظم التنوع الجزيئي أثناء مرحلة النمو، وتكشف عن نوع غير معروف سابقاً من الخلايا العصبية التي تتواجد فقط قبل أن يفقس الذباب.
وقال ديسبلان، كبير مؤلفي الدراسة: «على الرغم من أن معظم الجهود لتحديد تنوع دماغ الإنسان أو الفأر تركز على الخلايا العصبية البالغة، فإن عملنا يظهر أن تنوع الخلايا المختلفة التي تتكون منها أدمغتنا يمكن فهمها بالكامل فقط عند معرفة تاريخ مراحل نموها»، وتتكون الأدمغة من آلاف الأنواع المختلفة من الخلايا العصبية. وعلى الرغم من تشابه المعلومات الجينية، فإن الخلايا العصبية تحقق هذا التنوع من خلال تشغيل مجموعات مختلفة من الجينات في كل نوع من الخلايا العصبية وفي كل مرحلة من مراحل نموها.
ولفهم تنوع خلايا الدماغ، درس الباحثون ذباب الفاكهة لفترة طويلة، والتي يمكن استخدام أدمغتها لتكون نموذجاً علمياً، على الرغم من أنها أبسط بكثير من عقول البشر. وحدد الباحثون سابقاً ما يقرب من 60 ألف خلية و200 نوع من الخلايا العصبية التي تشكل الفصوص البصرية لذباب الفاكهة، وهي مناطق في الدماغ تعالج المعلومات المرئية، بما في ذلك رؤية الألوان واكتشاف الأشياء والحركة.
وابتكر الباحثون «أطلسهم» من خلال الاستفادة من أحد أشكال التقنية التي تم اختراعها مؤخراً وسمحت لهم بالتقاط وتسلسل أكثر من 250 ألف خلية مفردة. ومن خلال استخدام مجموعة من مناهج التعلم الآلي، قاموا بتعيين كل خلية من هذه الخلايا إلى نوع خلية معين خلال عملية التطوير.
بيانات
قال نيسيت أوزيل، باحث لمرحلة ما بعد الدكتوراه في جامعة نيويورك وأحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة: «تراعي مجموعات البيانات لدينا تقريباً التنوع العصبي المعروف للفصوص البصرية، ويمكن أن تكون بمثابة نموذج لفهم تطور الدماغ عبر الأنواع. ويشكل (الأطلس) مورداً هاماً لمجتمع البحث، حيث يمكننا الآن ببساطة البحث عما إذا كان جين معين نشطاً أم لا في أي نوع نختاره من الخلايا وفي أي وقت أثناء مراحل نموه».
وخلال تطوير «أطلس مراحل النمو»، توصل الباحثون إلى عدة اكتشافات، أولاً، وجدوا نوعاً جديداً تماماً من الخلايا العصبية في ذباب الفاكهة، والذي يوجد فقط على سطح الفص البصري أثناء النمو، ولكن يتم إزالته من خلال موت الخلية المبرمج قبل أن يفقس الذباب مباشرة.
