في البيت الذي تسكنه الخلية أربع غرف: المتقدرات (الميتوكوندريا)، والنواة، والعصارة الخلوية (السيتوبلازم)، والغشاء البلازمي. في السابق كنا نرى أن نارًا قد اشتعلت في مكان ما، لكننا لم نعرف في أي غرفة بالضبط. أما الآن فلدينا أربع نوافذ، كل واحدة تكشف جزءًا من البيت. والنار في هذا البيت هي بيروكسيد الهيدروجين، جزيء إشاري صغير يؤكسد البروتينات كما يفعل الصدأ بالحديد. لكن الصدأ يهدم، أما بيروكسيد الهيدروجين فيعمل بلطف أكبر: يشغّل البروتينات أو يوقفها لفترة قصيرة، ناقلًا بذلك الإشارة.
ولرؤية هذه النار في كل غرفة، أدخل العلماء المستشعر HyPer7 في ذبابة الفاكهة. هذا البروتين يضيء بدرجات مختلفة عند ظهور بيروكسيد الهيدروجين قريبًا منه. وكان المستشعر يُرسَل إلى الغرفة المطلوبة عبر تسلسلات إشارية: COX8 للمتقدرات، وثلاث نسخ من NLS للنواة، وNES للعصارة الخلوية، والمرتَسِلَة (الميريستويلية) للغشاء البلازمي. وهكذا نشأت أربعة خطوط من الذباب، لكل خط نافذته الخاصة. وتبيّن أن المستشعر حساس إلى حد أنه قادر على رصد أكسدة ناتجة عن جزيء واحد من بيروكسيد الهيدروجين انتشر بالانتشار إلى منطقة التفاعل.
وقد كشف الفحص في الأنسجة الحية عن صور غير متوقعة. في المبايض كانت المتقدرات تشتعل وتخبو خلال ست دقائق بعد إضافة بيروكسيد الهيدروجين، بما يعكس عمل منظومات مضادات الأكسدة. وفي أقراص الجناح التخيلية، وهي براعم الجناح المستقبلي، تأكسد المستشعر النووي في الغشاء المحيط بالجسم (البيريبوديال)، بينما بقي مستشعر الغشاء في حالته المختزلة على طول الحدود التي تنقسم فيها الخلايا. وفي الأجنة، تأكسد الغشاء البلازمي بوضوح في حبيبات المحّ وفي الحافة القائدة أثناء الإغلاق الظهري، حين تتقارب حواف الجنين كما يُغلق السحّاب. أما المستشعر النووي فقد أضاء في الغدد اللعابية في المرحلة 14.
تُظهر هذه المشاهدات أن بيروكسيد الهيدروجين لا ينتشر في الخلية انتشارًا عشوائيًا، بل يعمل في كل غرفة على نحو مختلف. وفي الذباب المسنّ كانت الخلايا في الأمعاء تُظهر مستشعرًا خلويًا أكثر تأكسدًا من الذباب الفتيّ، أي أن الإجهاد التأكسدي يتراكم في هذه الغرفة مع التقدم في العمر. في السابق لم نستطع رؤية أين يجري هذا العمل الكيميائي بالتحديد، أما الآن فيمكننا متابعته لحظيًا. أربع نوافذ مفتوحة، والنار في كل غرفة تُرى على حدة. الأمر أشبه بمراقبة بيت تُعدّ في إحدى غرفه وجبة العشاء، وفي أخرى تُقرأ كتاب، وفي ثالثة ينام أهله، وفي الرابعة يضيء مصباح إشاري.
المستشعر HyPer7 حساس لدرجة أنه قادر على رصد التأكسد الناتج عن جزيء واحد من بيروكسيد الهيدروجين انتشر إلى منطقة التفاعل. وفي الوقت نفسه يعيد نظام الثيوريدوكسين اختزاله، أي أنه يُظهر فعلياً ليس مجرد وجود البيروكسيد، بل التوازن بين التأكسد والاختزال.
فكرة رؤية جزيئات إشارية غير مرئية داخل خلية حية تتقاطع مع مفهوم «البصر الداخلي» في رواية «سولاريس» للكاتب ستانيسلاف ليم، حيث يتواصل محيط عاقل عبر إشارات كيميائية دقيقة. وهنا يحصل العلماء على فرصة لمشاهدة اللغة الكيميائية للخلايا وهي تعمل حرفياً.
لم يُنشر على arXiv. هنا صفحته وملف PDF والصياغة الشكلية: يمكنك التحقق بنفسك، لا مجرد قراءة تحليلنا.