وراثة الحمض النووي للطاقة من الأم
يشير بحث جديد أجرته جامعة كولورادو بولدر إلى أن معظم الحيوانات ترث الحمض النووي للميتوكوندريا، مصدر طاقة الخلية، من أمهاتها فقط. عندما يفشل هذا النظام وتدخل الميتوكوندريا الأبوية إلى الجنين، يمكن أن يسبب مشاكل صحية خطيرة. وجدت دراسة أجريت على الديدان أن فيتامين K2 قد يساعد في علاج هذه المشكلات عن طريق استعادة مستويات ATP، وفتح آفاق جديدة في فهم اضطرابات الميتوكوندريا وإدارتها.
لماذا تم القضاء على الميتوكوندريا الأبوية؟
في دراسة نشرت في 4 أكتوبر 2024، في مجلة Science Advances، ألقى باحثون من جامعة كولورادو بولدر الضوء على سبب تخلص الجسم من الحمض النووي الأبوي للميتوكوندريا أثناء النمو. واكتشفوا أن فشل هذه العملية يؤدي إلى مشاكل عصبية وسلوكية وإنجابية لدى البالغين.
يركز البحث على الديدان الصغيرة (C. elegans)، والتي عند تعرضها لمشاكل الميتوكوندريا الأبوية، تظهر آثارًا على إنتاج الطاقة، مما يؤدي إلى مشاكل صحية كبيرة. أظهرت الأبحاث أيضًا أن فيتامين K2 يمكن أن يساعد في استعادة مستويات الطاقة وتحسين الأداء العصبي والسلوكي.
دور الميتوكوندريا في إنتاج الطاقة
غالبًا ما توصف الميتوكوندريا بأنها “بطاريات خلوية” لأنها تنتج ATP (ثلاثي فوسفات الأدينوسين)، وهو مصدر الطاقة الأساسي الذي يدعم جميع وظائف الخلية تقريبًا. تحتوي الميتوكوندريا على الحمض النووي الخاص بها، والذي يتم توريثه فقط من الأم.
نشر دينغ شو، الأستاذ في قسم البيولوجيا الجزيئية والخلوية والتطورية بجامعة كولورادو، دراسة في عام 2016 تصف كيفية التخلص من الميتوكوندريا الأبوية من خلال آلية تعرف باسم “القضاء على الميتوكوندريا الأبوية” (PME). وقد تم توثيق هذه العملية في الديدان والقوارض وحتى البشر.
ماذا يحدث إذا تعذر إزالة الميتوكوندريا الأبوية؟
في الدراسة الجديدة، حاول فريق البحث إبطاء عملية PME في C. elegans. ورغم أنهم لم يتمكنوا من إيقاف العملية بشكل كامل، إلا أنهم تمكنوا من تأخيرها لمدة 10 ساعات تقريبًا. وكانت النتيجة انخفاضًا كبيرًا في إنتاج الـ ATP، مما أدى إلى تأثيرات سلبية على القدرات العصبية والإنجابية للديدان.
فيتامين K2 كعلاج محتمل
ومن خلال علاج الديدان بفيتامين K2، المعروف بفائدته لصحة العظام، تمكن الباحثون من تطبيع مستويات ATP في الديدان البالغة، مما أدى إلى تحسين الذاكرة والنشاط والقدرة الإنجابية.
أمل جديد في علاج أمراض الميتوكوندريا
تثير هذه النتائج احتمال أن بعض الاضطرابات البشرية غير المفهومة قد تنجم عن التأخير في إزالة الميتوكوندريا الأبوية. على سبيل المثال، تم توثيق حالات نادرة يظهر فيها لدى الأشخاص الذين يظهرون الحمض النووي المتقدري الأبوي أعراض مثل ضعف العضلات والتعب وصعوبة التنفس.
ويتوقع الباحثون إجراء المزيد من الدراسات على الحيوانات الكبيرة لتأكيد فعالية فيتامين K2 في علاج اضطرابات الميتوكوندريا. ويأملون أن تؤدي الأبحاث المستقبلية إلى تحسينات في تشخيص وعلاج هذه الاضطرابات، وحتى منع العائلات التي لديها تاريخ من هذه الاضطرابات عن طريق تناول فيتامين K2 أثناء الحمل.
ويقدم هذا البحث بصيص أمل لفهم اضطرابات الميتوكوندريا وتقديم حلول علاجية بسيطة قد تساعد في تحسين نوعية حياة المصابين.
