انظر داخل خلية دماغية مصابة بمرض هنتنغتون أو ALS ومن المحتمل أن تجد الحمض النووي الريبي متكبلاً معًا.
يمكن أن تعمل هذه المجموعات الصلبة الشبيهة ، التي يُعتقد أنها لا رجعة فيها ، بمثابة إسفنجات تمتص البروتينات المحيطة بصحة الدماغ ، مما يساهم في الاضطرابات العصبية.
كيف ظلت هذه مجموعات الحمض النووي الريبي الضارة في المقام الأول سؤالًا مفتوحًا.
الآن ، لم تكشف الجامعة في باحثو بوفالو أن القطرات الصغيرة من البروتين والأحماض النووية في الخلايا تسهم في تكوين مجموعات الحمض النووي الريبي ولكنها أظهرت أيضًا طريقة لمنع المجموعات وتفكيكها.
نتائجهم ، الموصوفة في دراسة نشرت مؤخرًا في كيمياء الطبيعة، يستخدم حبلا هندسي من الحمض النووي الريبي المعروف باسم قلة النوكليوتيد المضاد للناشئ التي يمكن أن ترتبط بمجموعات الحمض النووي الريبي وتفرقها.
“إنه لأمر رائع أن تشاهد هذه المجموعات تتشكل مع مرور الوقت داخل مخاليط كثيفة تشبه القطرات من البروتين والحمض النووي الريبي تحت المجهر. تمامًا مثلما تتعرض المجموعات ، تتذوب الكتل عندما تفصل أليغنوكليوتيدات مضادة للانتشار في قسم الحمض النووي الريبي ، ضمن كوليدج UB ، في كوليدج UB. “ما يثير هذا الاكتشاف هو أننا لم نتحقق فقط كيف تتشكل هذه المجموعات ولكن أيضًا وجدنا طريقة لفكها.”
تم دعم العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة الأمريكية ومستشفى سانت جود لبحوث الأطفال.
كيف تتشكل مجموعات الحمض النووي الريبي
تلقي الدراسة الضوء الجديد على كيفية تشكل مجموعات الحمض النووي الريبي داخل المكثفات الجزيئية الحيوية.
تجعل الخلايا هذه القطرات التي تشبه السائل من الحمض النووي الريبي والحمض النووي والبروتينات-أو مزيج من الثلاثة. قام فريق Banerjee ببحثهم على نطاق واسع ، حيث بحث في دورهم في كل من الوظيفة الخلوية والمرض ، وكذلك خصائص المواد الأساسية التي تقدم فرصًا جديدة لتطبيقات البيولوجيا الاصطناعية.
يتم استخدام المكثفات بشكل أساسي كمضيفين من خلال RNAs المتكررة ، وجزيئات الحمض النووي الريبي المرتبطة بالمرض مع خيوط طويلة بشكل غير طبيعي من التسلسلات المتكررة. في نقطة زمنية مبكرة ، تظل RNAs المتكررة مختلطة تمامًا داخل هذه المكثفات ، ولكن مع وجود عصر المكثفات ، تبدأ جزيئات الحمض النووي الريبي في التتجمع معًا ، مما يخلق قلبًا صلبًا غنيًا بالحمض النووي الريبي محاط بقذيفة سائلة مستنفدة من الحمض النووي الريبي.
يقول المؤلف الأول في الدراسة: “إن كرر الحمض النووي الريبي لزج بطبيعته ، لكن من المثير للاهتمام ، أنهم لا يلتزمون ببعضهم البعض فقط لأنهم طيوا في هياكل ثلاثية الأبعاد مستقرة. إنهم يحتاجون إلى البيئة المناسبة للتفكك والتكتل معًا ، وتوفر المكثفات ذلك”.
اقرأ أيضًا...
ويضيف ماهيندران: “بشكل حاسم ، وجدنا أيضًا أن مجموعات RNA المتكررة الصلبة تستمر حتى بعد ذوبان المكثفات المضيفة”. “هذا الثبات هو جزئيًا لماذا يُعتقد أن المجموعات لا رجعة فيها.”
منع – وعكس – مجموعات
تمكن الفريق أولاً من إثبات أن تكرار تجميع الحمض النووي الريبي يمكن منعه باستخدام بروتين ربط الحمض النووي الريبي المعروف باسم G3BP1 الموجود في الخلايا.
يقول بانيرجي: “تأتي مجموعات الحمض النووي الريبي من خيوط الحمض النووي الريبي التي تلتصق ببعضها البعض ، ولكن إذا قدمت عنصرًا لزجًا آخر في المكثف ، مثل G3BP1 ، فإن التفاعلات بين الحمض النووي الريبي محبط وتتوقف المجموعات التي تتوقف عن تشكيلها”. “إنه مثل إدخال مثبط كيميائي في محلول نمو بلوري ، لم يعد الهيكل المطلوب أن يتشكل بشكل صحيح. يمكنك التفكير في G3BP1 باعتباره مستكشفًا جزيئيًا ملتزمًا يرتبط بجزيئات الحمض النووي الريبي اللزج ويتأكد من أن RNAs لا تتمسك ببعضها البعض.”
من أجل عكس المجموعات ، استخدم الفريق أليغنوكليوتيد مضاد للنساء (ASO). نظرًا لأن ASO عبارة عن RNA قصير مع تسلسل تكميلي لتكرار الحمض النووي الريبي ، لم يكن قادرًا على الارتباط فقط بـ RNAs المعرضة للتجميع ولكن أيضًا تفكيك مجموعات الحمض النووي الريبي.
وجد الفريق أن قدرات ASO التفكيك كانت مرتبطة بشكل كبير بتسلسلها المحدد. تدافع التسلسل بأي شكل من الأشكال ، وسوف تفشل ASO في منع التجميع ، ناهيك عن تفكيك المجموعات.
يقول بانيرجي: “هذا يشير إلى أنه يمكن تصميم ASO لدينا لاستهداف RNAs المحددة فقط ، وهو علامة جيدة على صلاحيتها كتطبيق علاجي محتمل”.
يستكشف Banerjee أيضًا دور RNA في أصل الحياة ، وذلك بفضل منحة البذور من صندوق الفرضيات. إنه يدرس ما إذا كانت المكثفات الجزيئية الحيوية قد تحمي وظائف الحمض النووي الريبي كمحفزات للجزيئات الحيوية في عالم ما قبل المخطوطة القاسية.
يقول بانيرجي: “إنه يوضح حقًا كيف قد تطورت RNAs لأخذ هذه الأشكال المختلفة من المادة ، بعضها مفيد للغاية للوظائف البيولوجية وربما حتى الحياة نفسها – وغيرها التي يمكن أن تسبب المرض”.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
