داخل كل خلية تعمل شبكة معقدة من الجينات تحدد ما ستصبح عليه الخلية — خلية عصبية، أو عضلية، أو جزءًا من الجلد. غالبًا ما يشبه هذا الاختيار قلب مفتاح كهربائي: وضعان مستقران، وتقرر الخلية في أي اتجاه تميل. لكن للخلايا خاصية نادرًا ما تؤخذ في الاعتبار في مثل هذه النماذج — فهي تنقسم.
أخذ مؤلفو الدراسة نموذجًا بسيطًا للمفتاح الجيني وأضافوا إليه الانقسام. ووجدوا حدودًا واضحة تفصل بين المسارات المؤدية إلى مصائر مختلفة. واتضح أن الانقسام يمكن أن يغير هذه الحدود جذريًا. خليتان بظروف أولية متطابقة قد تجدان نفسيهما بعد الانقسام في حالتين متعاكستين. بل إن العلماء حددوا منطقة الخلاف — وهي المنطقة التي تكون فيها التوقعات التي لا تأخذ الانقسام في الاعتبار خاطئة.
هذا يعني أن مصير الخلية ليس دائمًا محددًا مسبقًا بحالتها الأولية. فعملية الانقسام نفسها قادرة على إعادة كتابة برنامج التطور، مما يخلق تنوعًا حيث لم يكن متوقعًا.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2606.16803
Gene regulatory networks govern cellular fate decisions through multistable dynamics. The genetic toggle switch is a canonical model of such behaviour; yet, the impact of cell division on its dynamics remains poorly understood. We derive analytical separatrices for a simplified Boolean toggle switch with and without division. We show that division can redirect trajectories with identical initial conditions to opposing stable states, and we define a region of disagreement where fate decisions are predicted incorrectly if division is neglected. Our results imply that division can fundamentally reshape fate boundaries in multistable regulatory networks.
المفتاح الجيني الذي درسه المؤلفون يعمل في الطبيعة داخل البكتيريا، حيث يساعدها على تذكر ظروف البيئة ونقل هذه الذاكرة إلى الأبناء.