في كل مكان
1TsOjdS
1TsOjdS
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
ز<br />
ز<br />
ز<br />
أنباء وآراء<br />
أبحاث<br />
تدفق السائل +2 Ca<br />
أ<br />
هدب<br />
أوّ لي<br />
قناة<br />
الكالسيوم<br />
ب<br />
تلف<br />
إشارات الكالسيوم بال<strong>في</strong>سيولوجيا وال أ مراض الكيسية، بحاجة<br />
إلى التحديد. ومن الممكن للمزيد من ال أ بحاث حول طبيعة<br />
ال أ هداب أن تساعد على إيجاد تفسير أوسع لكي<strong>في</strong>ة تنظيم<br />
ال<strong>كل</strong>ى لتوازن الماء، دون الحتفاظ بنواتج ال أ يض السامة. ■<br />
جاكسون يعمل <br />
ي قسم أ الحياء المجهرية والمناعة<br />
بي<br />
والمراض، ي و ب مخت ت باكس ، <strong>كل</strong>ية الطب ي جامعة<br />
أ<br />
ستانفورد، ستانفورد، كاليفورنيا 94305، الوليات<br />
المتحدة أ المريكية.<br />
البريد الإ لكتروني: pjackson@stanford.edu<br />
نقل الماء<br />
عدم تناظر أيسر/أيمن<br />
دراسة أخرى 12 للمجموعة البحثية الحالية إلى أن إشارات<br />
أيونات الكالسيوم القوية التي لوحظت <strong>في</strong> ال أ هداب ل<br />
تتطلب ،PKD1 أو ،PKD2 بل تتطلب البروتينات ذات الصلة<br />
،PKD1L1 وPKD2L1، مما يؤكد حقيقة أننا ل نفهم اتساع<br />
إشارات أيونات الكالسيوم الهدبية، ول المسارات القاعدية<br />
التي تعمل <strong>في</strong>ها بروتينات القناة، مثل .PKD2<br />
وتشكّل خاليا القناة الجامعة الدانية أنبيبات الكُلْيَة،<br />
المشارِكة <strong>في</strong> الحدّ من التبول، نقل المياه المحفّز بالهرمونات.<br />
ويُعتقد أن الخلل الوظي<strong>في</strong> ل أ هداب هذه الخاليا يشارك <strong>في</strong><br />
تورُّم ال أ نابيب الجامعة والكيسات، المحدث بنقل المياه <strong>في</strong><br />
أمراض ال<strong>كل</strong>ى الكيسية. وقد فحص ديلنج وزمالؤه أهداب<br />
ال أ نبوب الجامع باستخدام نموذج غرفة تدفق؛ لتقريب<br />
معدلت تدفق البول، والتسبب <strong>في</strong> درجات متفاوتة من<br />
النحناء الهدبي، ولكنهم لم يلحظوا أي تأثير على إشارات<br />
أيونات الكالسيوم. و<strong>في</strong> بعض ال أ حيان، صدرت إشارات<br />
أيونات الكالسيوم، بسبب تلف ال أ هداب، وهذا من شأنه<br />
تفسير التناقض بين هذه البيانات وال أ عمال ال أ قدم. وبالفعل،<br />
من دون مستشعِ رات حديثة، وواسمات مراقبة، فإن قياس<br />
الإشارات الهدبية يصبح مستحيالً .<br />
ولكي يكون نموذج الستشعار الميكانيكي المرتبط بأيونات<br />
الكالسيوم له معنى من الناحية ال<strong>في</strong>سيولوجية، <strong>في</strong>جب أن<br />
يصل موضع وتوقيت تدفق أيونات الكالسيوم بين الإشارة<br />
الملحوظة والتأثير ال<strong>في</strong>سيولوجي، فمثالً ، يجب أن تكون<br />
مالحظات تدفق السوائل، والنحناء الهدبي، وتدفق<br />
أيونات الكالسيوم ونقل المياه <strong>في</strong> ال أ نبوب الجامع مرتبطة<br />
زمنيًّا و<strong>مكان</strong>يًّا. ول يجد ديلنج وزمالؤه دليالً على التغييرات<br />
الميكانيكية، ول على إشارات أيونات الكالسيوم المناسبة<br />
<strong>في</strong> هذا الإطار، ويشكّكون بالتالي <strong>في</strong> هذا النموذج. وعلى<br />
الرغم من صعوبة رفض فرضية الإشارات رفضً ا قاطعً ا،<br />
فإن نوعية عمل المؤل<strong>في</strong>ن رَفَعَ ت سقف أي دراسة مستقبلية<br />
تدعم فرضية الستشعار الميكانيكي الهدبي.<br />
ويتعين على الباحثين ال آ ن إيجاد تفسير آخر لكي<strong>في</strong>ة عمل<br />
أهداب ال أ نبوب الجامع. ويتمثل أحد البدائل الجذابة <strong>في</strong><br />
افتراض أن تدفق البول يوفر تدفقًا للجزيئات، وربما لنواتج<br />
ال أ يض أو السموم، التي تطلِ ق إشارات عن طريق بروتينات<br />
مستقبِ الت هدبية أخرى للتحكم <strong>في</strong> احتباس الماء، أو لتوجيه<br />
انتشار<br />
الش<strong>كل</strong> | 1 فرضية الستشعار الميكانيكي. أ. اقترحت أبحاث كثيرة أن ال أ هداب ال أ ولية <strong>في</strong> الخاليا تستجيب للقوة، عن طريق<br />
الستشعار الميكانيكي. <strong>في</strong> هذا النموذج ال أ صلي، يدفع تدفق السوائل الهدب، مما يتسبب <strong>في</strong> فتح بروتينات القناة الحساسة<br />
للكالسيوم؛ مُ تِ يحً ا دخول أيونات الكالسيوم ( +2 )Ca إلى الهدب. تتفعل شاللت الإشارات بين الخلوية، نتيجة لتدفق أيونات<br />
الكالسيوم؛ مما يؤدي إلى تغير التعبير الجيني على الجانب ال أ يسر من الجنين، أو تعزيز نقل المياه <strong>في</strong> الكُلَى. ب، وجد دلينج<br />
وزمالؤه ، 1 خالفًا لهذه الفرضية، أن النحناء الهدبي استجابةً للقوة ل يفتح قنوات الكالسيوم. ويرى الباحثون بدلً من ذلك أن<br />
تدفق إشارات أيونات الكالسيوم المالحَ ظ <strong>في</strong> التجارب السابقة ربما حدث نتيجة لنتشاره من جسم الخلية، أو لال أ ضرار التي تلحق<br />
بال أ هداب، استجابةً لمعدلت القوة المفرطة.<br />
طرح السموم. وتبدو المستقبِ الت المقترنة بالبروتين G فئة<br />
جذابة بش<strong>كل</strong> خاص للمستقبِ الت المحتملة، ولكن القنوات<br />
مثل PKD2 وPKD2L1 مرشحة هي أيضً ا، ل أ ن القليل فقط<br />
معروف عن جزيئات الربط المحتملة التي تنشطها. ويظل<br />
الناتج التنظيمي الرئيس لالإشارات الهدبية <strong>في</strong> ال أ نابيب<br />
الجامعة المعتمدة على الكالسيوم، أو خالف ذلك وعالقة<br />
1. Delling, M. et al. Nature 531, 656–660<br />
(2016).<br />
2. Nonaka, S., Shiratori, H., Saijoh, Y. & Hamada, H.<br />
Nature 418, 96–99 (2002).<br />
3. McGrath, J., Somlo, S., Makova, S., Tian, X. &<br />
Brueckner, M. Cell 114, 61–73 (2003).<br />
4. Yoshiba, S. et al. Science 338, 226–231 (2012).<br />
5. Yuan, S., Zhao, L., Brueckner, M. & Sun, Z. Curr. Biol.<br />
25, 556–567 (2015).<br />
6. Norris, D. P. BMC Biol 10, 102 (2012).<br />
7. Schwander, M., Kachar, B. & Müller, U. J. Cell Biol.<br />
190, 9–20 (2010).<br />
8. Praetorius, H. A. & Spring, K. R. J. Membr. Biol. 184,<br />
71–79 (2001).<br />
9. Goetz, S. C. & Anderson, K. V. Nature Rev. Genet. 11,<br />
331–344 (2010).<br />
10. Hildebrandt, F., Benzing, T. & Katsanis, N. N. Engl. J.<br />
Med. 364, 1533–1543 (2011).<br />
11. Delling, M., DeCaen, P. G., Doerner, J. F., Febvay, S. &<br />
Clapham, D. E. Nature 504, 311–314 (2013).<br />
12. DeCaen, P. G., Delling, M., Vien, T. N. & Clapham, D. E.<br />
Nature 504, 315–318 (2013).<br />
<strong>في</strong>زياء تطبيقية<br />
رقاقات إلكترونية تقيس<br />
الجاذبية<br />
تمتلك أجهزة قياس الجاذبية العديد من التطبيقات، التي تتراوح من التنقيب عن النفط إلى الكشف عن<br />
ال أ نفاق تحت ال أ رض، ولكن حجمها وتعذُّ ر نقلها من <strong>مكان</strong> إلى آخر قَلَّصَ ا استخداماتها. وال آ ن، يقدم<br />
جهاز <strong>في</strong> حجم طابع بريد بديالً يمكنه التغلب على هذه العقبات.<br />
هيزل رايمر<br />
عندما سقطت التفاحة على رأس إسحاق نيوتن، أو كما<br />
هو معروف بالقصة الشهيرة؛ أدرك نيوتن أن قوة ما كانت<br />
تسحبها إلى أسفل نحو ال أ رض. هكذا، وُضع قانون نيوتن<br />
للجاذبية الكونية، الذي ل يزال يوفر تقريبًا أوليًّا ممتازًا<br />
لوصف الجاذبية، لكن قياس التسارع الناتج عن الجاذبية<br />
أثبت أنه يمثل تحديًا، وعادة ما يتم التغلب عليه من خالل<br />
قياسه باستخدام أجهزة م<strong>كل</strong>فة جدًّ ا ومزعجة. لذلك.. ستكون<br />
القدرة على قياس الجاذبية باستخدام رقاقة إلكترونية كما<br />
يصف ميدلميس وزمالؤه 1 إنجازًا كبيرًا.<br />
تعود أولى محاولت تصميم أجهزة قياس الزلزل إلى<br />
العالِم الموسوعي تشانج هينج 2 <strong>في</strong> عام 132م. وكان<br />
الجهاز يتألف من بندول داخل جرة، بحيث إذا ما تأثر<br />
بالزلزال، أرسل كرة موجهة من فم تنين منحوت إلى فم<br />
ضفدع <strong>في</strong> اتجاه تقريبي لمركز الزلزال )الش<strong>كل</strong> 1(. ومنذ ذلك<br />
الحين، صغرت أحجام أجهزة الزلزل، وتحولت إلى أجهزة<br />
رقمية، كما تحولت إلى تطبيقات مجانية يمكن تحميلها<br />
على الهواتف الذكية، واستخدامها <strong>في</strong> قياس الذبذبات،<br />
بما <strong>في</strong>ها حركة الزلزل.<br />
وتَصدر الإشارات الزلزالية عبر مجموعة من الترددات.<br />
ولقد تم تطوير أجهزة قياس زلزل "واسعة النطاق"، التي<br />
يمكنها عادةً أن تكشف تلك الهتزازات الموجودة <strong>في</strong> نطاق<br />
– 0.01 50 هيرتز، بينما قياس الهتزازات الطويلة لال أ رض هو<br />
مجال أجهزة قياس الجاذبية، بدلً من أجهزة قياس الزلزل.<br />
ويمكن ل أ جهزة قياس الزلزل قياس التغير <strong>في</strong> g )عجلة<br />
الجاذبية ال أ رضية( بتغير قيمتها خالل الزمن <strong>في</strong> الموقع<br />
نفسه، بسبب الحركة النسبية للشمس والقمر، حيث يُسمى<br />
هذا الختالف مَ دّ ال أ رض وجَ زْره، وهو تذبذب سطح ال أ رض<br />
<strong>في</strong> تلك الفترات المهيمنة يوميًّا وشهريًّا.<br />
الطبعة العربية | مايو | 2016 65<br />
© 2015 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved<br />
تُطبع المجلة بدعم من مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية