الحياة الجديدة تنطلق إلى الوجود ، على الأقل تحت المجهر الفلوري. في تلك اللحظة عندما تلمس الحيوانات المنوية البويضة ، تشتعل مليارات من ذرات الزنك عبر أسطحها الملتصقة الآن.
شوهدت هذه الظاهرة المذهلة ولكنها صغيرة الحجم لأول مرة في التلقيح البشري في عام 2016.
قالت الباحثة الطبية تيريزا وودروف من جامعة نورث وسترن في ذلك الوقت: “لقد كان رائعًا”. “اكتشفنا شرارة الزنك قبل خمس سنوات فقط في الفأر ، وكان رؤية الزنك يشع في دفقة من كل بويضة بشرية أمرًا مذهلاً.” (يعمل وودروف الآن في جامعة ولاية ميشيغان).
اكتشف الباحثون الآن أن كيمياء الحمل هذه قد تكون سمة محفوظة للتخصيب في الفقاريات ، أو الحيوانات ذات العمود الفقري.
الوميض الدراماتيكي للتخصيب في بويضات الإنسان. (جامعة نورث وسترن)
وكذلك داخل البشر والفئران (عضلة الفأر) ، فقد لوحظت هذه الألعاب النارية المصنوعة من الزنك في المخصب المكاك والبقرة (رئيس الثور) بيض. وشهدت دراسة جديدة للتو انفجار الزنك في الضفدع الأفريقي المخالب (Xenopus laevis) أيضًا ، مما يعني أن هذه الظاهرة قديمة على الأقل عندما افترق أسلاف الضفادع والثدييات عن الطرق التطورية ، منذ حوالي 300 مليون سنة.
عندما ينفجر الزنك عبر بيضة قيد الدراسة ، فإنه يرتبط بالعلامات الجزيئية في تفاعل يتسبب في تألقها في وميض من الضوء تحت مجهر مضان (كما هو موضح أعلاه).
اختار عالم الكيمياء الحيوية الشمالية الغربية جون سيلر وزملاؤه أن ينظروا إلى هذه الشرارات البيوكيميائية في الضفدع الأفريقي المخالب بسبب حجمها ووفرة.
“قطر Xenopus يبلغ معدل البيض 15 ضعفًا لبيض الفأر ، مما يسمح بإجراء دراسة أكثر تعمقًا لديناميكيات تدفق الزنك “، كما قال الفريق كتب في ورقتهم.
ضفدع. (بريان غارنيت فوتوغرافي / مومنت / جيتي إيماجيس)
باستخدام تقنية التصوير القوية مثل الفحص المجهري بالأشعة السينية والفحص المجهري الإلكتروني ، تمكن الفريق متعدد التخصصات من رؤية كيفية تخزين البيض للزنك في حجرات تخزين مجهرية على طول سطحه. قاموا بقياس أن حويصلات التخزين هذه تحتوي على 10 أضعاف الزنك الموجود في بقية البويضة – جاهزة للانفجار استجابة للتخصيب.
اكتشف الباحثون أيضًا إطلاقًا ضخمًا للمنغنيز إلى جانب الزنك في بيض الضفادع ، وهو ما لم يُشاهد في أي من الحيوانات الأخرى. إنهم يأملون الآن في التحقق من مستويات المنغنيز في الفئران.
“غالبًا ما نفكر في الجينات كعوامل تنظيمية رئيسية ، لكن عملنا أظهر أن الذرات مثل الزنك والمنغنيز ضرورية للخطوات الأولى في التطور بعد الإخصاب ،” قال وودروف حول الدراسة الجديدة.
انفجار مفصل للزنك شرارات عند الإخصاب في بويضة بشرية. (جامعة نورث وسترن)
تشير الأبحاث التي أجريت على الفئران إلى أن تقلب الزنك يخدم عدة أغراض. انهاالسحرة دورة الخلية في البويضة من الانقسام الاختزالي – الذي ينطوي على انقسام الخلايا الذي ينتج عنه خلايا جنسية بها نصف مجموعة فقط من الكروموسومات – إلى الانقسامات – التي تنتج خلايا بمجموعة كاملة من الكروموسومات هذا يسمح للبيضة أن تبدأ في التطور إلى جنين.
ينتج الزنك أيضًا كتلة فسيولوجية لإيقاف الحيوانات المنوية الأخرى من الانضمام للحزب. يبدو أن الشيء نفسه ينطبق على المنغنيز حيث أظهر سيلر وفريقه أن كلا العنصرين يثبطان الإخصاب حول البويضة.
حجم الزنك شرر أيضا يكشف عن جودة الجنين الناتج، وهو مؤشر مفيد للغاية للإخصاب في المختبر (IVF).
“قد يساعد هذا العمل في فهم فهمنا للتفاعل بين حالة الزنك الغذائي وخصوبة الإنسان ،” قال عالم الأحياء الجزيئية بجامعة ولاية ميشيغان توماس أوالوران. “[It supports] صورة ناشئة مفادها أن الخلايا تستخدم المعادن الانتقالية لتنظيم بعض القرارات المبكرة في حياة الكائن الحي “.
تم نشر بحثهم في كيمياء الطبيعة.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
