الخلية بيت من أربع غرف: الميتوكوندريا والنواة والسيتوبلازم والغشاء البلازمي. في كل غرفة حياة خاصة بها، ويعمل بيروكسيد الهيدروجين، وهو جزيء إشاري صغير، فيها بطريقة مختلفة. في السابق لم نكن نرى سوى أن نارًا اشتعلت في مكان ما من البيت، دون أن نعرف في أي غرفة. الآن وُضع في كل غرفة مستشعر مضيء. هذا المستشعر بروتين HyPer7، الذي يغيّر توهجه عند ظهور بيروكسيد الهيدروجين قريبًا منه. والمستشعر حساس لدرجة أنه يلاحظ حتى جزيء واحد من بيروكسيد الهيدروجين.
صنع العلماء أربع سلالات من الذباب، في كل سلالة يقف المستشعر في غرفته الخاصة. ثم راقبوا أين ومتى تشتعل النار. في المبايض، اشتعلت الميتوكوندريا وانطفأت خلال ست دقائق بعد إضافة بيروكسيد الهيدروجين. وفي الذباب المسنّ، كان المستشعر في السيتوبلازم داخل خلايا الأمعاء يضيء أقوى من الذباب الفتيّ، ما يعني أن الإجهاد التأكسدي يتراكم هناك مع التقدم في العمر. وفي براعم الأجنحة ظهر اللهب في أماكن مختلفة: اشتعل في غرفة وانطفأ في أخرى. وفي الأجنة، أضاء المستشعر عند الغشاء بسطوع في حبيبات المحّ وفي الحافة الأمامية، عندما تتقارب حواف الجنين كما يُغلق السحّاب. الآن يتضح أن بيروكسيد الهيدروجين لا ينتشر في الخلية فحسب، بل يعمل في كل غرفة بطريقته الخاصة. أربع نوافذ مفتوحة، والنار في كل غرفة تُرى على حدة.
المستشعر HyPer7 حساس لدرجة أنه قادر على تسجيل الأكسدة الناتجة عن جزيء واحد من بيروكسيد الهيدروجين انتشر إلى منطقة التفاعل. وفي الوقت نفسه يُختزل بواسطة نظام الثيوريدوكسين، أي أنه في الواقع لا يُظهر وجود بيروكسيد الهيدروجين فحسب، بل التوازن بين الأكسدة والاختزال.
فكرة رؤية الجزيئات الإشارية غير المرئية داخل خلية حية تتقاطع مع مفهوم «البصر الداخلي» في رواية ستانيسلاف ليم «سولاريس»، حيث يتواصل محيط-عقل عبر إشارات كيميائية دقيقة. وهنا يحصل العلماء على فرصة لمراقبة اللغة الكيميائية للخلايا أثناء عملها حرفيًا.
لم يُنشر على arXiv. هنا صفحته وملف PDF والصياغة الشكلية: يمكنك التحقق بنفسك، لا مجرد قراءة تحليلنا.