قطاری را فکر کنید که در ایستگاهی نشسته است. مسافران سوار شده‌اند، متصدیان بلیط‌ها را بازدید کرده‌اند و همه چیز آماده حرکت به نظر می‌رسد اما اگر ساعت مهندس از کار بیفتد، قطار هیچ زمان حرکت نمی‌کند. درها باز می‌همانند، سوت هیچ زمان به صدا در نمی‌آید و سفر هیچ زمان اغاز نمی‌شود.

به نقل از ساینس‌دیلی، مشکل شبیهی امکان پذیر در سلول‌های زنده رخ دهد. اگر سیستم زمان‌بندی که رشد را کنترل می‌کند از کار بیفتد، امکان پذیر یک حاضر زنده هیچ زمان مرحله های ملزوم برای رسیدن به بزرگسالی را طی نکند.

پژوهشگران «آزمایشگاه کلد سپرینگ هاربر»(CSHL) چیزی را شناسایی کرده‌اند که به نظر می‌رسد یک ساعت رشد مهم در کرم کوچک «الگانس»(C. elegans) باشد. این کشف مشخص می کند که چطور سلول‌ها با هماهنگ کردن مجموعه‌ای از فعالیت‌های دقیق و زمان‌بندی‌شده ژن، رشد را مطابق برنامه نگه داری می‌کنند.

چند سال پیش، پروفسور «کریستوفر هامل»(Christopher Hammell) و همکارانش کشف کردند که رشد در کرم‌های الگانس توسط پالس‌های گفتن ژن هدایت می‌شود. این انفجارهای فعالیت ژنتیکی به ترتیب رخ خواهند داد و به هدایت ارگانیسم در هر مرحله از رشد پشتیبانی می‌کنند.

این گروه پژوهشی اکنون دریافته‌اند دو پروتئین MYRF-1 و LIN-42، یک مدار بازخوردی را راه اندازی خواهند داد که به گفتن ساعت رشد مرکزی ژنوم کرم عمل می‌کند. آنها با هم تعیین می‌کنند که هر پالس گفتن ژن چه وقتی اغاز ‌شود و چه زمان طول بکشد. به حرف های پژوهشگران، این اولین نمونه از یک ساعت بیولوژیکی غیر تکراری در نوع خود است.

هامل گفت: این ساعت مرکزی برای همه سلول‌های کرم است. این ساعت مسئول هماهنگی مجموعه‌ای محدود از پالس‌های متوالی گفتن ژن است که باید فقط یک بار و به ترتیب برای پیشرفت مناسب رشد رخ دهند. این ساعت همانند یک چرخ‌دنده است که در طول رشد، ژن‌ها را چندین بار روشن و خاموش می‌کند اما در نهایت فقط در یک جهت حرکت می‌کند.

پروتئین MYRF-1 به محض اغاز فعالیت ژن، LIN-42 را فعال می‌سازد. سپس، LIN-42 به تنظیم شدت و زمان زمان پالس ژنتیکی پشتیبانی می‌کند. این دو پروتئین با هم ضمانت می‌کنند که رشد به ترتیب و شدت مناسب پیش می‌رود.

هنگامی پژوهشگران MYRF-1 را مسدود کردند، کل برنامه رشد مختل شد. هامل او گفت: ما قبلاً هیچ زمان این چنین چیزی ندیده‌ایم. MYRF-1 بخشی از این ساعت تنظیمی مهم برای همه سلول‌ها است اما به گفتن یک کلید مهم برای تنظیم هر مرحله از رشد عمل می‌کند. بدون کلید مناسب برای هر مرحله، رشد به بن‌بست می‌خورد و نمی‌تواند پیشرفت کند.

او گفت: مدار MYRF-1/LIN-42 در همه سلول‌ها اجرا می‌شود و هنگامی به رشد طبیعی نگاه می‌کنید، به نظر می‌رسد که هر یک از این ساعت‌های سلولی جدا گانه با هم هماهنگ می باشند اما آیا آنها با یکدیگر ربط برقرار می‌کنند؟ ما قبلاً هیچ زمان عمیقاً به این سوال فکر نکرده‌ بودیم.

فهمیدن چگونگی کارکرد و همگام ماندن ساعت‌های رشد می‌تواند اطلاعات مهمی را درمورد رشد سلولی، اختلاف و پیشروی بافت‌ها و اندام‌ها اراعه دهد.

این پژوهش امکان پذیر در آینده به دانشمندان در فهمیدن بهتر اختلالات رشد و برخی بیماری‌های ژنتیکی پشتیبانی کند. آشکار کردن این که سیستم‌های زمان‌بندی داخلی بدن چطور رشد را رو به جلو هدایت می‌کنند، در نهایت می‌تواند راه‌های جدیدی را برای مقابله با بیماری‌هایی که رشد طبیعی بدن در آنها مختل می‌شود، نشان دهد.

همانند قطاری که سرانجام سیگنال ترک ایستگاه را دریافت می‌کند، به نظر می‌رسد ساعت تازه کشف‌شده‌ MYRF-1/LIN-42 به ضمانت پیشرفت مدام‌ تکامل مرحله به مرحله پشتیبانی می‌کند.

این پژوهش در مجله «National Academy of Sciences» به چاپ رسید.