A cell type-resolved proteomic atlas of the human body

تخيل جسم الإنسان كمدينة ضخمة تعج بالحركة والنشاط. لفترة طويلة، لم يكن بمقدور العلماء سوى أخذ "عصير مخلوط" لهذه المدينة لدراستها؛ حيث كانوا يخلطون جميع الأحياء المختلفة معاً — مثل الكبد، والجلد، والدماغ — في كوب واحد كبير. وبينما أعطاهم ذلك فكرة عامة عما تحتويه المدينة، كان من المستحيل معرفة ما يفعله السكان المحددون في كل حي بالفعل.

هذه الورقة البحثية تشبه أخيراً منح العلماء كاميرات عالية الدقة وفائقة التفصيل يمكنها التكبير على المنازل الفردية ورؤية الأدوات والمواد التي يستخدمها كل ساكن بالضبط.

إليك ما فعله الباحثون، مشروحاً ببساة:

١. لقطة "الرؤية العميقة"
بدلاً من خلط كل شيء معاً، استخدم الفريق تقنية جديدة تسمى "البروتيوميات البصرية العميقة" (Deep Visual Proteomics). فكر في هذا الأمر كأنه مجهر سحري يمكنه النظر إلى قطعة صغيرة من الأنسجة وتحديد نوع الخلية التي ينظر إليها فوراً (مثل خلية كبد أو خلية جلد) ثم سرد كل بروتين موجود بداخلها. لقد فعلوا ذلك لامرأة سليمة، مما خلق خريطة مفصلة لـ ٢٧ نوعاً مختلفاً من الخلايا عبر ١٤ نسيجاً مختلفاً من الجسم.

٢. "حقيبة الأدوات الشاملة" مقابل "الوظيفة المتخصصة"
عندما نظروا إلى قوائم البروتينات، وجدوا نمطاً رائعاً. الأمر يشبه أن كل خلية في الجسم لديها "حقيبة أدوات شاملة" (مجموعة أساسية من البروتينات) تحافظ على حياتها، تماماً كما يحتاج كل منزل إلى كهرباء وسباكة. ولكن بعيداً عن هذه الحقيبة الأساسية، تمتلك كل خلية "حقيبة وظيفة متخصصة". فخلية القلب لديها أدوات للضخ، بينما خلية الدماغ لديها أدوات للتفكير. أظهرت الدراسة أن بروتينات الجسم تنقسم بوضوح إلى هاتين المجموعتين: الأشياء التي يتشاركها الجميع والأشياء التي تجعل كل خلية فريدة من نوعها.

٣. لغز "الوصفة مقابل الكعكة"
يعرف العلماء منذ فترة طويلة أن الخلايا لديها "وصفات" (RNA) تخبرها بكيفية صنع البروتينات (الكعكة). وعادةً، يفترض الناس أنه إذا كان لدى الخلية الكثير من وصفة معينة، فإنها ستصنع الكثير من تلك الكعكة.
ومع ذلك، قارنت هذه الدراسة بين الوصفات والكعك الفعلي على مستوى أنواع الخلايا الفردية. واكتشفوا أن التطابق بين الوصفة والكعكة لا يتعلق بـ من هي الخلية (مثل كونها خلية قلب مقابل خلية جلد). بدلاً من ذلك، يعتمد التطابق على نوع العمل الذي تقوم به الخلية. فبعض الوظائف تتطلب أن تتطابق الوصفة والكعكة تماماً، بينما توجد وظائف أخرى تتوفر فيها الكثير من الوصفات التي لا يتم خبزها أبداً لتصبح كعكاً.

٤. العثور على الكنوز المخفية
لأنهم كانوا ينظرون عن كثب إلى الخلايا الفردية، فقد وجدوا أشياء كانت غير مرئية سابقاً. الأمر يشبه العثور على خزنة مخفية في منزل لن تلاحظها أبداً إذا نظرت إلى الحي بأكمله من مسافة بعيدة. وتحديداً، وجدوا بروتينات معينة في الخلايا البيضية (oocytes) لا تُرى عادةً إلا في حالات السرطان أو الخصيتين. كانت هذه البروتينات مختبئة في وضح النهار لأن الطرق السابقة كانت تخلط الخلايا معاً وتخفف من إشارتها.

الخلاصة
لقد بنى الباحثون "أطلساً" أو خريطة مفتوحة ومتاحة للاستخدام مجاناً. هذه الخريطة لا تكتفي بإظهار المدينة من الأعلى فحسب، بل تظهر التصميم الداخلي لكل نوع محدد من المباني. وهذا يمنح العلماء أساساً متيناً لفهم كيفية عمل جسم الإنسان في حالته الطبيعية والسليمة، خلية تلو الأخرى، دون الحاجة إلى التخمين عما يحدث داخل الخليط.