حيوان منوي + بويضة شرطان لتكون الجنين.. لكن كيف يتم ذلك؟

لغز الحياة المحير

قال باحثون بريطانيون انهم استطاعوا حل لغز قديم حير علماء كانوا يحاولون معرفة الكيفية التي تبدأ بها الحياة عند تصادم الحيوان المنوي بالبويضة فيما يعرف بعملية التخصيب.فكما هو معروف من اجل ان يتكون الطفل لا بد من توفر حيوان منوي وبويضة. ولكن كيف ينشط الحيوان المنوي البويضة لتنمو في شكل جنين ظل سرا غامضا يحاول علماء الاحياء فك لغزه لاكثر من قرن من الزمان. جون بارينجتون John Parrrington احد هؤلاء العلماء كتب في ملحق صحيفة الجارديان البريطانية (25يوليو) يقول انه وزملاءه تمكنوا اخيرا من التعرف على الشعلة التي توقد الحياة في البويضة الخاملة.
لا بد ان كيفية بدء الحياة بعد التقاء الحيوان المنوي والبويضة كانت تشغل الانسان ربما منذ وجوده على هذه الارض. ولكن بارينجتون يقول ان عالما يدعى جاك لويب Loeb كان اول من حاول عام 1899 معرفة الكيفية التي يحدث بها ذلك في المعمل فيما سماه الحمل النقي immaculate conception او الخالي من العيوب.
وفي تجربته اوضح ان بويضات قنافذ البحر يمكن ان تتخلق في شكل اجنة دون ان تتصل بحيوان منوي اذا ما وضعت في محاليل ملحية. وذهب الى وجود مادة مساعدة في الحيوان المنوي مسئولة عن تنشيط البويضة وذلك عن طريق تغيير كمية الذرات او الايونات المشحونة داخل البويضة.
كان ليوب بذلك متقدما على عصره.فقد انتظر العلم قرابة مائة عام(في سبعينات القرن الماضي) ليكتشف ان ايونا معينا هو الكالسيوم يتولى بشكل كامل تنشيط نمو الجنين.وفي عام 1978 امكن شرح الدور الرئيسي الذي يقوم به الكالسيوم في تنشيط البويضة عندما تمكن ليونيل جاف Jaffe من اتاحة مشاهدة تغيرات الكالسيوم وهي تحدث داخل البويضات اثناء عملية التخصيب.
قام جاف بحقن بروتين الايوكورين aequorin المأخوذ من قنديل البحر والذي يتوهج في وجود الكالسيوم داخل بويضة سمك.وتلاحظ عند الاصطدام بالحيوان المنوي انتشار موجة من الكالسيوم كما تنتشر النار في الهشيم عبر البويضة.
لكن بالرغم من هذا التقدم فان لغز كيفية اطلاق الحيوان المنوي موجات الكالسيوم هذه في الخلية ظل دون تفسير بل واكثر اثارة للجدل.
احدى النظريات الشائعة في الكتب الاكاديمية تذهب الى ان الحيوان المنوي يقوم بتنشيط البويضة بطريقة مشابهة لعمل الهرمونات التي تحمل كيمائيا الرسائل في مجرى الدم.فالهرمونات كما هي معروفة تقوم بنقل الاشارات العصبية عن طريق ربط نفسها بالبروتينات على سطح اغشية الخلايا المستهدفة.
وكان الاعتقاد بان الحيوان المنوي يعمل كهورمون شرفي الا ان المشاكل التي واجهت التعرف على ميكانيكية طريقة النقل داخل البويضات جعلت البعض يشكون في صحة النظرية.
احد هؤلاء المتشككين كارل اسوانSwann عالم الاحياء البريطاني المختص في الانجاب قال : اعتقد ان المقارنة بالهرمونات مضللة. فالبويضة والحيوان المنوي يندمجان في خلية واحدة قبل حدوث عملية التنشيط ولهذا لا تكون هناك حاجة لتفاعل سطحي.
في عام 1990 افترض وجود عنصر في الحيوان المنوي قابل للذوبان يطلق داخل البويضة بعد الاندماج مع الحيوان المنوي وتحدث عملية التنشيط .
فيما بعد امضيت وتوني لاي المختص في الكيمياء الحيوية معظم فترة التسعينات نحاول عزل هذا العنصر عن الحيوان المنوي ثم توصل ثلاثتنا الى خلاصة بالغة الاهمية مؤداها ان ذلك العنصر لديه محتويات مشابهة لعائلات بروتينات تسمى فوسفوليباز سيphospholipase (C PLC) والتي لها تاريخ معروف في نقل اشارات الكالسيوم كما انها موجودة في معظم خلايا الجسم الا ان العنصر المكتشف في الحيوان المنوي بدا لنا انه غير معروف تماما ووجوده في الحيوان المنوي غريب.
في جامعة كارديف اراد باحث اخر هو طوني لاي التعرف على جين ذلك العنصر في الحيوان المنوي مستخدما تقنية جديدة ال دي اي ايه يطلق عليها Expressed Sequence Tags (ESTs) وهي عبارة عن شظايا جينات.
كل واحدة من هذه ال (EST) يمكن تتبعها الى الوراء للوصول الى الخلية التي عزلت منها مما اتاح لنا التعرف على جينات جديدة لا توجد الا في انواع معينة من الخلايا.
من خلال بحثه في مراكز معلومات ال(EST) وقع طوني على جين جديد تماما هو PLC-zeta لا يوجد الا في الحيوان المنوي. وعندما قمنا بحقنه في بويضة فأر التجارب قام باطلاق موجات كالسمية مماثلة لتلك التي شوهدت في عملية التخصيب. بل الاكثر من ذلك ان البويضة المحقونة بدأت تنمو في شكل جنين وكأنها قد خصبت.لقد تم اخيرا التعرف على العنصر المسبب للاخصاب في الحيوان المنوي.
لقد امكن الآن التعرف على الكيفية التي يعمل بها الحيوان المنوي داخل البويضة.وبالنسبة للجين PLC-zeta فقد تم التعرف عليه في عدد من الثدييات بينها الانسان ولكن حتى الآن ليس معروفا ان كان هو الذي يشعل جذوة التخصيب في جميع المخلوقات ام ان هناك عناصر اخرى.
هذا الاكتشاف بالنسبة للطب يشكل اهمية بالغة. فبعض حالات العقم لدى الرجال يعتقد انها ناتجة عن الافتقار لعنصر في الحيوان المنوي هو الذي ينشط البويضة والتعرف عليه يمكن ان يعالج مشكلة العقم لدى الرجال. واكتشاف ال PLC-zeta سيحسن فرص عمليات الاستنساخ وتوفير الخلايا الجزعية لنقل وزراعة الاعضاء.
فعمليات الاستنساخ يتم تنشيطها حاليا بوسائل فنية كالعلاج بالصدمات الكهربية وعندما يستخدم بروتين حيوان منوي طبيعي قد يجعل الاستنساخ اكثر كفاءة. انه بداية لاشياء كثيرة مثيرة قادمة.