تم اكتشاف جين القنفذ (Hh) لأول مرة بسبب سيطرته على نمو النمط الظاهري للشعيرات غير المنظمة الشبيهة بالشعر في ذبابة الفاكهة ، مثل أشواك القنفذ. يلعب Hh دورا مهما في نمو الأعضاء والحفاظ على التوازن في كل من اللافقاريات والفقاريات. ومع ذلك ، في حين أن ذبابة الفاكهة تحتوي على بروتين Hh واحد فقط ، فإن الثدييات لديها بروتينات قنفذ وظيفية متعددة - Sonic (Shh) و Desert (Dhh) و Indian Hedgehog (Ihh). تكيفت كل هذه البروتينات المتجانسة لأداء وظائف متخصصة في عمليات النمو المختلفة في الثدييات. بالإضافة إلى ذلك ، على عكس إشارات Hh للافقاريات ، تعتمد إشارات القنفذ للثدييات أيضا على عضية قائمة على الأنابيب الدقيقة تسمى الأهداب الأولية الموجودة على سطح الخلية لمعظم خلايا الفقاريات.

آلية إشارات القنفذ

يشفر جين القنفذ لبروتين سلائف القنفذ ، والذي يخضع لتعديلات كبيرة بعد الترجمة داخل الشبكة الإندوبلازمية. تلعب هذه التعديلات الدهنية لبروتين القنفذ دورا أساسيا في إفراز ترابط القنفذ النشط من خلية الإشارات وهجرته إلى الخلايا المستهدفة. في حالة عدم وجود رابط القنفذ النشط ، فإن البروتين المرقع الموجود على سطح الخلية المستهدفة هو المثبط الأساسي لإشارات القنفذ النهائية. ومع ذلك ، عندما يرتبط رابط القنفذ النشط بالبروتين المرقع ، ينتقل بروتين غشاء آخر يسمى Smoothened إلى سطح الخلية. يمكن للبروتين المنعم بعد ذلك مقاطعة نشاط مركب متعدد البروتينات المرتبط بالأنابيب الدقيقة في تحلل Cubitus Interruptus. Cubitus Interruptus هو منشط النسخ الأساسي في مسار إشارات Hh ثم ينتقل لاحقا إلى النواة لتشغيل التعبير عن الجينات المستهدفة Hh.

الوظائف والأمراض المرتبطة

تعد إشارات Hh أمرا بالغ الأهمية لنمو الأعضاء ، وأي اضطرابات في Hh أثناء التطور الجنيني يمكن أن تؤدي إلى تشوهات تنموية شديدة. بالإضافة إلى ذلك ، تعد إشارات Hh ضرورية لتجديد الخلايا الجذعية ، وهي المسؤولة عن صيانة وتجديد الأنسجة البالغة. وبالتالي ، يمكن أن تؤدي التشوهات في مسار إشارات Hh إلى أنواع معينة من السرطان ، بما في ذلك أورام البنكرياس والرئة والبروستاتا والثدي والدماغ. لهذا السبب ، يعد جين Hh ومسار الإشارات هدفا علاجيا صالحا لصناعة الأدوية.