يجد العلماء تعليمات في الحمض النووي غير المرغوب فيه

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

اكتشف علماء الأحياء الجزيئية الروس أن الحمض النووي غير المرغوب فيه في نهايات الكروموسومات يحتوي على تعليمات لتخليق بروتين يساعد الخلايا على عدم الموت بسبب الإجهاد. تم عرض النتائج التي توصلوا إليها في مجلة Nucleic Acids Research.

"هذا البروتين مثير للاهتمام لأنه يوجد في الحمض النووي الريبي ، والذي كان يعتبر سابقًا غير مشفر ، أحد" المساعدين "للإنزيم تيلوميراز. اكتشفنا أنه يمكن أن يكون له وظيفة أخرى إذا لم يكن في نواة الخلية ، ولكن في السيتوبلازم. قالت ماريا روبتسوفا من جامعة لومونوسوف بموسكو الحكومية ، التي نقلت كلماتها من قبل الخدمة الصحفية للجامعة ، إن الإنزيم تيلوميراز يمكن أن يقرب العلماء من إنشاء "إكسير الشباب" ويساعد في مكافحة السرطان.

مفتاح الخلود

تعتبر خلايا الجنين والخلايا الجذعية الجنينية خالدة تقريبًا من وجهة نظر علم الأحياء - يمكنها العيش إلى أجل غير مسمى تقريبًا في بيئة مناسبة ، وتقسم عددًا غير محدود من المرات. في المقابل ، تفقد الخلايا في جسم الشخص البالغ تدريجياً قدرتها على الانقسام بعد 40-50 دورة انقسام ، لتدخل مرحلة الشيخوخة ، والتي من المفترض أن تقلل من فرص الإصابة بالسرطان.

ترجع هذه الاختلافات إلى حقيقة أن كل انقسام للخلايا "البالغة" يؤدي إلى تقليل طول كروموسوماتها ، والتي تتميز نهاياتها بقطع متكررة خاصة ، تسمى التيلوميرات. عندما تصبح التيلوميرات صغيرة جدًا ، "تتقاعد" الخلية وتتوقف عن المشاركة في حياة الجسم.

هذا لا يحدث أبدًا في الخلايا الجنينية والسرطانية ، حيث يتم تجديد التيلوميرات وإطالة كل انقسام بسبب إنزيمات التيلوميراز الخاصة. يتم إيقاف الجينات المسؤولة عن تجميع هذه البروتينات في الخلايا البالغة ، وفي السنوات الأخيرة ، كان العلماء يفكرون بنشاط في ما إذا كان من الممكن إطالة عمر الشخص عن طريق تشغيله بالقوة أو إنشاء نظير اصطناعي للتيلوميرات.

تدرس روبتسوفا وزملاؤها منذ فترة طويلة كيفية عمل التيلوميرات "الطبيعية" في البشر والثدييات الأخرى. في الآونة الأخيرة ، كانوا مهتمين بمعرفة سبب قيام الخلايا العادية في الجسم ، حيث لا يعمل هذا البروتين ، لسبب ما بتركيب كميات كبيرة من أحد مساعديها ، وهو جزيء قصير من الحمض النووي الريبي يسمى TERC.

يشرح عالم الأحياء أن هذا التسلسل المكون من 450 "حرفًا جينيًا" كان يُعتقد سابقًا أنه قطعة شائعة من "DNA غير المرغوب فيه" الذي ينسخه التيلوميراز ويضيف إلى نهايات الكروموسومات. لهذا السبب ، لم يهتم العلماء كثيرًا ببنية TERC والأدوار المحتملة لهذا الجزء من الجينوم في حياة الخلايا.

مساعد مخفي

عند تحليل بنية هذا الحمض النووي الريبي في الخلايا السرطانية البشرية ، لاحظ فريق روبتسوفا وجود تسلسل خاص للنيوكليوتيدات بداخله ، والذي يمثل عادةً بداية جزيء البروتين. بعد العثور على مثل هذه "القطعة" الغريبة ، قام علماء الأحياء بفحص ما إذا كانت هناك نظائر في خلايا الثدييات الأخرى.

اتضح أنهم كانوا موجودين في الحمض النووي للقطط والخيول والفئران والعديد من الحيوانات الأخرى ، وتزامن تركيب هذه القطعة في جينوم كل من هذه الحيوانات بنحو النصف. قاد هذا علماء الوراثة إلى فكرة أنه لا توجد داخل TERC شظايا لا معنى لها من الجينات القديمة ، ولكن بروتين "حي" تمامًا.

لقد اختبروا هذه الفكرة عن طريق إدخال نسخ إضافية من هذا الحمض النووي الريبي في الحمض النووي لنفس الخلايا السرطانية وجعلها أكثر نشاطًا في قراءة هذه المناطق. بالإضافة إلى ذلك ، أجرى العلماء سلسلة من التجارب المماثلة على الإشريكية القولونية ، التي لا يوجد في جينومها كروموسومات وتيلوميرات "كلاسيكية".

اتضح أن تيلوميراز RNA كان مسؤولاً في الواقع عن تخليق جزيئات البروتين الخاصة ، hTERP ، والتي تتكون من 121 حمض أميني فقط.تركيزه المتزايد في الخلايا السرطانية والميكروبات ، كما أظهرت تجارب أخرى ، يحميهم من أنواع مختلفة من الإجهاد الخلوي ، وينقذ حياتهم في حالة ارتفاع درجة الحرارة أو نقص الطعام أو ظهور السموم.

والسبب في ذلك ، كما اكتشفت روبتسوفا وزملاؤها لاحقًا ، هو أن hTERP يسرع عملية "معالجة" قصاصات البروتينات ، والحمض النووي الريبي والجزيئات الأخرى في الجسيمات الحالة ، "المحارق" الرئيسية للخلية. هذا يحميهم في نفس الوقت من الموت ويقلل بشكل كبير من فرص حدوث الطفرات وتطور السرطان.

ستساعدنا التجارب الإضافية ، وفقًا لعلماء الوراثة ، على فهم كيفية تفاعل التيلوميراز و hTERP مع بعضهما البعض ، وكيف يمكن استخدامهما لإنشاء نوع من "إكسير الشباب" آمن من وجهة نظر علم الأورام.