سر العمر المديد قد يكمن في الحمض النووي للخفافيش

قد تكشف الخفافيش المعمرة عن أسرار جينية لمكافحة السرطان ومقاومة الأمراض والتمتع بالصحة لفترة أطول.

قد تكون بعض أفضل الأدلة لعيش حياة مديدة وصحية كامنة في الحمض النووي (DNA) للخفافيش، وهي ثدييات يمكنها البقاء على قيد الحياة لفترات طويلة بشكل ملحوظ مقارنة بحجم أجسامها.

أثارت هذه الفكرة اهتمام خوان مانويل فاسكيز عندما كان طالب دراسات عليا في جامعة شيكاغو (University of Chicago). ومع ذلك، لم تكن هناك سوى معلومات جينومية منشورة قليلة عن الخفافيش في ذلك الوقت يمكن أن تساعد في الإجابة عن الأسئلة المتعلقة بطول العمر. وبعد أن أصبح باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في بيركلي (UC Berkeley) عام 2020، بدأ البحث في جميع أنحاء غرب الولايات المتحدة عن أنواع من الخفافيش يمكنها تقديم عينات أنسجة لتسلسل الحمض النووي.

وبمساعدة طلاب المرحلة الجامعية في بيركلي، سافر فاسكيز في جميع أنحاء المنطقة، ناصباً شباكاً ضبابية فوق الجداول والبرك والأنهار ليلاً. أسر الفريق الخفافيش وجمع عينات صغيرة من الخزعات ثم أطلق سراح الحيوانات. وتركز الكثير من العمل على جنس مايوتيس (Myotis)، الذي يضم بعض الأنواع ذات الأعمار الطويلة بشكل استثنائي؛ إذ وُضعت حلقة تعريفية لأحد خفافيش براندت (Myotis brandtii) في أوروبا ثم أُعيد أسره بعد 50 عاماً.

جينومات الخفافيش تكشف صلة بطول العمر

في دراسة جديدة نُشرت في مجلة نيتشر (Nature)، قدم فاسكيز وزملاؤه أول تحليل لثمانية جينومات من جنس مايوتيس. وتشير نتائجهم إلى وجود صلة قوية بين طول العمر والوظيفة المناعية؛ إذ تمتلك الخفافيش الأطول عمراً مستويات أعلى من الجينات المرتبطة بمكافحة السرطان.

وتشير النتائج إلى أن طول العمر قد يعتمد جزئياً على جهاز مناعي يظل فعالاً للغاية ضد كل من الكائنات المعدية والسرطان. ووجد الباحثون أيضاً تداخلاً كبيراً بين الجينات المرتبطة بالشيخوخة والجينات المشاركة في الدفاع ضد الأمراض، مما يشير إلى أن دراسة إحدى العمليتين قد تساعد في تفسير الأخرى.

وقال فاسكيز: "تطورت الخفافيش لتعيش لفترة طويلة دون الإصابة بالأمراض، مما يشير إلى أننا لسنا بحاجة بالضرورة إلى النظر إلى أمراض الشيخوخة وأمراض العدوى كمجالين منفصلين تماماً. يمكننا النظر إلى هذه الخفافيش ومحاولة فهم كيف يمكن، بالطريقة نفسها التي تحسن بها جهازك المناعي لمحاربة الفيروسات، أن تحسن جهازك المناعي حتى لا يتدهور في سن الشيخوخة. أو ربما تساعدنا الخفافيش في إيجاد طرق لمحاربة الأورام حتى لا يُنهك جهازنا المناعي، وهذا يمكن أن يساعدنا أيضاً في التعامل مع ضغوط الحياة الأخرى دون استنزاف مناعتنا".

خلايا الخفافيش التالفة تختار التدمير الذاتي

كجزء من الدراسة، قام فاسكيز بزراعة خلايا جُمعت من خزعات أجنحة الخفافيش في المختبر (يمتلك حالياً مزارع خلوية من 259 فرداً يمثلون 32 نوعاً). ثم عرّض الخلايا المستنبتة لمواد كيميائية سامة لمعرفة كيفية استجابتها للضرر الشديد.

وقد تفاعل الخفاش الأطول عمراً في عينته، وهو الخفاش البني الصغير واسع الانتشار (Myotis lucifugus)، بطريقة غير متوقعة؛ فبدلاً من تشغيل الجينات التي تنتج بروتينات إصلاح الحمض النووي، زادت الخلايا من نشاط الجينات التي تحفز موت الخلايا.

وقال: "وجدنا عكس ما توقعناه تماماً عند معاملة الخفافيش بجرعة قاتلة من هذه المادة الكيميائية. فالخفاش الأطول عمراً في أمريكا الشمالية يقرر: 'لا يمكنني إنقاذ هذه السفينة' ويغير مساره فوراً لإعطاء الأولوية للقضاء على الخلايا التالفة. ويتبع الفيل، وهو نوع آخر مقاوم للسرطان ومعمر، الاستراتيجية نفسها تماماً: إذا لم تتمكن من إنقاذ الخلية، فاقتلها".

وتشير النتيجة إلى أن الحيوانات ربما طوّرت استراتيجيات مختلفة تماماً لمنع الخلايا التالفة من أن تصبح خطيرة. ووفقاً لبيتر سودمانت، الأستاذ المساعد في علم الأحياء التكاملي في جامعة بيركلي والذي يدرس وراثة الشيخوخة وطول العمر، فإن فهم تلك الاستراتيجيات قد يقدم أدلة قيمة حول طول العمر.

وقال: "من خلال النظر عبر تنوع أشكال الحياة وطول العمر الملحوظ للأنواع المختلفة، نأمل أن نتمكن من فهم التفاعل بين تلف الحمض النووي والجهاز المناعي بشكل أفضل، لتمكيننا من التمتع بحياة كاملة وصحية".

وأضاف فاسكيز: "إذا بدأت بالنظر إلى الأنواع المعمرة مثل الفيلة والحيتان والخفافيش، فستبدأ في اكتشاف الطرق التي حلت بها الطبيعة بالفعل الكثير من هذه المشكلات في صحة الإنسان".

طول العمر، ونمط حياة نشط، وجهاز مناعي في حالة تأهب قصوى

حققت الخفافيش نجاحاً لافتاً منذ ظهورها لأول مرة قبل نحو 60 مليون سنة. واليوم، تمثل 20% من جميع أنواع الثدييات، وتستوطن بيئات في كل قارة باستثناء القارة القطبية الجنوبية، وتكيفت مع مجموعة واسعة من الموائل البيئية.

ومن بين 1,511 نوعاً معروفاً من الخفافيش، ينتمي نحو 139 نوعاً إلى جنس مايوتيس. وتكتسب هذه الخفافيش أهمية خاصة لأن الأنواع وثيقة الصلة قد تختلف أعمارها بشكل كبير؛ إذ يمكن لخفاش براندت أن يعيش لنصف قرن، بينما يعيش خفاش مايوتيس الأسود (Myotis nigricans) في أمريكا الجنوبية والوسطى لنحو سبع سنوات فقط. وقارن فاسكيز هذا التباين بفرضية خيالية يعيش فيها قريبنا الوثيق، إنسان نياندرتال (Homo neanderthalensis)، فترة أطول بتسع مرات من الإنسان العاقل المعاصر (Homo sapiens).

ومن السمات غير المعتادة الأخرى لدى الخفافيش جهازها المناعي؛ إذ وجد العلماء أنه يعمل عند مستوى مرتفع على نحو غير مألوف، مما يساعد الخفافيش على التحكم في الالتهابات الضارة بينما تتعايش مع عدوى فيروسية مستمرة دون أن تصاب بالمرض.

وتتيح هذه القدرة للخفافيش السليمة استضافة تنوع استثنائي من الفيروسات. ويمكن لبعض هذه الفيروسات، بما في ذلك الفيروسات المرتبطة بمسبب مرض كوفيد-19، أن تنتقل إلى البشر.

وافترض الباحثون أن أجهزة المناعة القوية لدى الخفافيش قد تكون مرتبطة بنشاطها البدني المكثف. ويشبه فاسكيز رحلات الطيران الليلية التي تقوم بها الخفافيش أثناء صيد الحشرات بالجري في عدة سباقات ماراثون فائقة يومياً.

وقال: "لقد طورت الخفافيش هذه القدرة المذهلة على اللياقة البدنية، وهذه القدرة الهائلة على التعامل مع الأمراض، وتلك القدرة الاستثنائية على الوقاية من السرطان. وهذا يعني أنه من خلال فهم كيفية تطور الخفافيش للقيام بكل هذه الأشياء التي عجزت عنها الثدييات الأخرى، يمكننا إيجاد طرق جديدة وغير متوقعة تماماً للتعامل مع المسببات المعتادة للأمراض البشرية".

جينات طول العمر تساعد الخفافيش أيضاً في محاربة الفيروسات

يقدم التحليل الجينومي الجديد رابطاً آخر مثيراً للاهتمام؛ فكلما حدد فاسكيز جيناً مرتبطاً بطول عمر الخفافيش، كانت زميلته إليز لوتربور، التي كانت تعمل حينها في جامعة أريزونا (University of Arizona)، قد حددت في كثير من الأحيان الجين نفسه كعامل مشارك في التفاعلات بين الخفافيش والفيروسات.

وقال: "هناك تداخل أكبر بكثير مما تتوقعه بمجرد الصدفة العشوائية بين الجينات المرتبطة بطول العمر والجينات المرتبطة بالتفاعلات الفيروسية".

ووجد الباحثون أيضاً أن خفافيش مايوتيس تمتلك عدداً كبيراً بشكل غير معتاد من الجينات التي تنتج بروتينات تتفاعل مع فيروسات الحمض النووي (DNA viruses)، مثل فيروسات الهربس، التي تحمل معلوماتها الجينية في الحمض النووي.

ويمكن لهذه البروتينات إما أن تساعد في العدوى الفيروسية أو تساهم في حماية الحيوان. ويمكن أن تشمل إحدى الوظائف الوقائية، على سبيل المثال، زيادة إنتاج الإنترفيرون، وهو بروتين إشارات مضاد للفيروسات يساعد في تنسيق الدفاعات المناعية.

وقال سودمانت: "كانت البروتينات المتفاعلة مع فيروسات الحمض النووي ذات أفضلية انتخابية عالية لدى الخفافيش على عكس معظم الثدييات الأخرى، حيث يوجد تفضيل انتخابي قوي للغاية لكل من البروتينات المتفاعلة مع فيروسات الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA)".

ويُظهر البشر والرئيسيات الأخرى نمطاً مختلفاً؛ إذ يميلون إلى امتلاك المزيد من الجينات المنتجة للبروتينات التي تتفاعل مع فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA)، بما في ذلك فيروسات مثل كوفيد وفيروس نقص المناعة البشرية (HIV)، مقارنة بفيروسات الحمض النووي (DNA).

لماذا قد تكون فيروسات الخفافيش شديدة الخطورة على البشر

قد يساعد هذا التفاوت التطوري بين الدفاعات المناعية للخفافيش والبشر في تفسير سبب قدرة بعض الفيروسات التي تنتقل من الخفافيش إلى البشر على إحداث أمراض حيوانية المنشأ خطيرة.

وقال فاسكيز: "البشر والخفافيش غير متلائمين بيولوجياً مع بعضهما البعض. وهذا أحد الأسباب التي تجعلنا حذرين عند العمل مع الخفافيش، فالأمراض المشتركة طريق ذو اتجاهين؛ نحن لا نريد نقل شيء إلى الخفاش ولا نريد التقاط شيء منه. وهذا التباين أمر ينبغي لنا بالتأكيد البحث فيه أكثر".

يواصل فاسكيز دراسة الآليات الجينية التي تتحكم في طول العمر باستخدام مزارع الخلايا في منصبه الأكاديمي الجديد في جامعة ولاية بنسلفانيا (Pennsylvania State University). وفي الوقت نفسه، يركز سودمانت بشكل أكبر على كيفية تنظيم تلك الخلايا لاستجاباتها المناعية.

وقال: "أحد الأشياء التي تثير حماستي حقاً هو التوازن الدقيق بين كيفية حماية الخفاش لنفسه عبر إنتاج بروتينات تهاجم جينومات الفيروسات، وفي الوقت نفسه حماية جينومه الخاص من التعرض للهجوم بواسطة تلك البروتينات".

يحتفظ سودمانت حالياً بمزارع خلوية لعدة أنواع من الرئيسيات ويستخدمها لدراسة وراثة طول العمر والعلاقة بين مدى الحياة وجينات إصلاح الحمض النووي.

بالإضافة إلى فاسكيز وسودمانت ولوتربور (التي تعمل الآن في جامعة فيرمونت)، يضم مؤلفو البحث الآخرون لوسي إتيان من مدرسة المعلمين العليا (École Normale Supérieure) في ليون بفرنسا، وديفيد إينارد من جامعة أريزونا في توسان. ومُوّل هذا العمل من قِبل معاهد الصحة الوطنية (NIH) والمؤسسة الوطنية للعلوم (NSF).

• مواضيع ذات صلة: الصحة والطب | فيروس نقص المناعة البشرية والإيدز

• النباتات والحيوانات | أنواع جديدة

• العلاج بالأجسام المضادة وحيدة النسيلة

المواد مقدمة من: جامعة كاليفورنيا - بيركلي. ملاحظة: قد يتم تعديل المحتوى من حيث الأسلوب والطول.

• خوان م. فاسكيز، م. إليز لوتربور، صبا متقينيا، ليا غوشيراند، سارة مايسن، مايكل سينغر، سارة فيلا، ميلاني بوتشي، ديفون فريزر، جينيفيف غراي-ساندوفال، زينب ر. حيدر، ميليسا هان، ويليام كولر، تانيا م. لاما، أماندين لو كورف، كلارا لوير، داكوتا ماكميلان، ستايسي لي، جوناثان لو، كارين راي، سامانثا ل. ر. كابيل، كاثلين سلوكوم، ميليسا سوي، ويليام توماس، جانيت ديبيلاك تيبوريك، راشيل بريم، ريتشارد ميلر، مايكل بوشالسكي، خوسيه بابلو فاسكيز-ميدينا، سيباستيان بفيفر، لوسي إتيان، ديفيد إينارد، بيتر هـ. سودمانت. رؤى حول طول العمر والتكيف الموجه بالفيروسات من جينومات خفافيش مايوتيس. نيتشر، 2026؛ معرف الوثيقة الرقمي: 10.1038/s41586-026-10932-7

علماء يدفنون ألفي قطعة من الملابس الداخلية.. وما حدث بعد ذلك كشف عن عالم خفي

واحدة من أكثر صحارى الأرض جفافاً تكتسي باللون الأبيض للتو

لغز عمره قرن في كلى القطط قد يجد إجابته أخيراً

رياح الثقوب السوداء أقوى 100 مرة مما اعتقد علماء الفلك

• دبابير بريطانيا تتلاشى

• فيزيائيون يكتشفون ثغرة في مفهوم الزمن ذاته

• قلوب البشر قادرة على إعادة تنمية العضلات

• القمر ربما تشكل في غضون ساعات فقط

• دم الحبل السري يعزز الخلايا التائية المكافحة للسرطان

• علماء يشهدون "التحام" أشرطة الحمض النووي معاً

• الحمض النووي يحل لغز بعثة فرانكلين

• بياض ناصع دون استخدام صبغة بيضاء

• علماء الآثار يكتشفون مقبرة مصرية قديمة

• البشر كانوا يتعاطون المغيبات قبل 25,000 عام

ابقَ على اطلاع دائم مع النشرة الإخبارية المجانية عبر البريد الإلكتروني من ScienceDaily، والتي تُحدّث يومياً وأسبوعياً. أو تصفح خلاصات الأخبار المتعددة في قارئ RSS الخاص بك:

تابع آخر الأخبار من ScienceDaily عبر شبكات التواصل الاجتماعي:

أخبرنا برأيك في ScienceDaily - نرحب بالتعليقات الإيجابية والسلبية على حد سواء. هل تواجه أي مشكلات في استخدام الموقع؟ هل لديك أسئلة؟