به گزارش سیناپرس، برخی از باکتری ها، در مواجهه با گرسنگی و استرس، وارد حالت خفته می شوند و فرآیندهای زندگی آن ها متوقف می شود. رفتن به یک خواب عمیق، به این سلول ها که هاگ نام دارند، اجازه می دهد تا در برابر شدت گرما، فشار و حتی شرایط سخت فضای بیرونی، مقاومت کنند.
در نهایت، زمانی که شرایط مساعد می شود، هاگ هایی که ممکن است به مدت سال ها غیرفعال بوده باشند، می توانند در عرض چند دقیقه از خواب بیدار شوند و دوباره به زندگی بازگردند.
هاگ ها با آبرسانی و شروع مجدد متابولیسم و فیزیولوژی خود، از خواب بیدار می شوند. اما تاکنون دانشمندان نمی دانستند که آیا هاگ ها می توانند بدون بیدار شدن از خواب، محیط خود را تحت نظر بگیرند یا خیر. به ویژه مشخص نبود که هاگ ها با سیگنال های محیطی مبهمی که نشان دهنده شرایط مطلوبی برای بازگشت به زندگی نیستند، چه برخوردی دارند؟
زیست شناسان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو در مطالعه جدیدی، این معما را حل کرده اند.
محققان کشف کرده اند که هاگ ها، حتی هنگامیکه در وضعیت مرده فیزیولوژیکی قرار دارند، توانایی فوق العاده ای برای ارزیابی محیط اطراف خود دارند. پژوهشگران، دریافته اند که هاگ ها از انرژی الکتروشیمیایی ذخیره شده استفاده می کنند که مانند یک خازن عمل می کند تا مشخص کند که آیا شرایط برای بازگشت به زندگی عادی مناسب است یا خیر.
محققان گفته اند: این کار، طرز فکر ما را در مورد هاگ ها که اجسامی بی اثر در نظر گرفته می شدند، تغییر می دهد. ما نشان دادیم، سلول هایی که در حالت خواب عمیق قرار دارند، توانایی پردازش اطلاعات را دارند. هاگ ها می توانند بدون نیاز به فعالیت متابولیک، انرژی پتانسیل الکتروشیمیایی ذخیره شده خود را به منظور انجام محاسبات در مورد محیط خود، آزاد کنند.
محققان در مرحله بعدی، آزمایش کردند که آیا هاگ های خفته، می توانند سیگنال های محیطی کوتاه مدتی که به اندازه کافی برای بازگشت به زندگی، قوی نیستند را حس کنند یا خیر.
آنها دریافتند:هاگ ها می توانند چنین ورودی های کوچکی را بشمارند و اگر مجموع آنها به آستانه خاصی برسد، تصمیم می گیرند از حالت خفته خارج شده و فعالیت بیولوژیکی را از سر بگیرند.
محققان با توسعه یک مدل ریاضی برای کمک به توضیح این فرآیند، دریافتند که هاگ ها از مکانیزمی به نام ادغام و آتش استفاده می کنند که مبتنی بر شار یون های پتاسیم برای ارزیابی محیط اطراف است. به گزارش سیناپرس، آنها همچنین دریافتند که هاگ ها حتی به سیگنال های مطلوب کوتاه مدتی که برای خروج از حالت خفته کافی نیستند، نیز پاسخ می دهند.
هاگ ها به جای بیدار شدن، مقداری از پتاسیم ذخیره شده خود را در پاسخ به هر ورودی کوچک آزاد می کنند و سپس سیگنال های مساعد متوالی را جمع می کنند تا مشخص شود آیا شرایط برای خروج از حالت خفته مناسب است یا خیر.
دانشمندان اضافه کرده اند: روشی که هاگ ها طی آن فرایند پردازش اطلاعات را انجام می دهند، بسیار مشابه نحوه عملکرد نورون ها در مغز ما است. هم در باکتری ها و هم در نورون ها، ورودی های کوچک و کوتاه در طول زمان اضافه می شوند تا مشخص شود آیا به آستانه رسیده اند یا خیر.
به گزارش سیناپرس، پس از رسیدن به آستانه، هاگ ها به زندگی بازمیگردند، در حالی که نورون ها یک پتانسیل عمل برای برقراری ارتباط با نورون های دیگر را ایجاد می کنند. جالب اینجاست که هاگ ها می توانند این ادغام سیگنال را بدون نیاز به انرژی متابولیک انجام دهند، در حالی که نورون ها جزو سلول های وابسته به انرژی در بدن ما هستند.
محققان بر این باورند: یافته های جدید آنها در مورد هاگ ها، ایده ها و تصورات رایج در مورد سلول های خفته که به نظر مرده به نظر می رسند، را تغییر می دهد. چنین یافته هایی برای ارزیابی حیات در اجسامی مانند شهاب ها و همچنین مأموریت های فضایی که به دنبال شواهدی از حیات هستند، پیامدهایی دارد.
یافته های تحقیقاتی در مجله Science منتشر شده اند.
ترجمه: سنا دلفیه
No tags for this post.