عندما ينكسر الحمض النووي داخل الخلية ، يمكن أن يتهجى الكارثة ، خاصة إذا حدث الضرر في مناطق الجينوم التي يصعب إصلاحها. الآن ، اكتشف العلماء إيرين تشيولو وشيارا ميريغليانو من كلية رسائل وعلوم USC Dornsife أن بروتين يسمى NUP98 ، وهو معروف منذ فترة طويلة بمساعدة جزيئات المرور داخل وخارج نواة الخلية ، دورًا آخر مفاجئًا: توجيه الأساس الأكثر حساسية والخطر على المخاطر الوراثية التي يمكن أن تؤدي إلى السرطان. تم نشر نتائجهم في الخلية الجزيئية.
بدعم من المعاهد الوطنية للصحة ، والمؤسسة الوطنية للعلوم ، وجمعية السرطان الأمريكية ، كشف الباحثون أن NUP98 يشكل هياكل تشبه القطرات في عمق النواة. تعمل هذه “المكثفات” كقاعات وقائية حول خيوط الحمض النووي المكسورة في المناطق التي تسمى heterochromatin – المناطق التي تكون فيها المادة الوراثية معبأة بإحكام لدرجة أن إجراء إصلاحات دقيقة أمر صعب بشكل خاص.
تمتلئ Heterochromatin – وهو محور رئيسي في أبحاث Chiolo – بتسلسل الحمض النووي المتكرر ، مما يجعل من السهل على الخلية الخلط بين امتداد واحد. تساعد قطرات NUP98 في رفع القسم التالف من تلك المنطقة الكثيفة وإنشاء مساحة أكثر أمانًا حيث يمكن إصلاحها بدقة ، مما يقلل من فرصة الخلطات الوراثية التي قد تؤدي إلى السرطان.
ووجد الباحثون أيضًا أن NUP98 يساعد في تعبئة الموقع التالفة في heterochromatin معبأة بإحكام ، بحيث يمكن أن يصل إلى جزء مختلف من النواة حيث يكون الإصلاح أكثر أمانًا.
تنسيق طاقم الإصلاح
التوقيت هو كل شيء عندما يتعلق الأمر بإصلاح الحمض النووي ، وأحد أهم أدوار NUP98 هو معرفة متى يقول ، “ليس بعد”.
تعمل المكثفات التي تشبه قطرة البروتين كدرع مؤقت حول الحمض النووي التالف ، مع الحفاظ على بعض بروتينات الإصلاح التي يمكن أن تسبب المتاعب إذا وصلوا في وقت قريب جدًا. يمكن لأحد تلك البروتينات ، التي تسمى RAD51 ، أن يلبس بطريق الخطأ القطع الخاطئة من الحمض النووي إذا تورط في وقت مبكر جدًا من العملية.
وقال تشيولو: “تبقي قطرات Nup98 Rad51 بعيدًا حتى تقوم آليات أخرى بعملها لتصطف على القطع الصحيحة”. “بمجرد أن ينتقل heterochromatin التالف إلى مساحة نووية مختلفة ، يمكن لـ RAD51 إنهاء الإصلاح بأمان.”
من خلال تنسيق هذه العملية التي تم تنظيمها بعناية ، تساعد NUP98 الخلايا على تجنب إعادة الترتيب الوراثي الخطير – وهو جزء رئيسي من الحفاظ على استقرار الجينوم وتباطؤ العمليات المسؤولة عن السرطان والشيخوخة.
الآثار المترتبة على السرطان والعلاج
على الرغم من أن الباحثين درسوا خلايا ذباب الفاكهة ، إلا أن الأفكار المكتسبة يمكن أن تساعد في شرح كيفية عمل آليات إصلاح الحمض النووي المماثلة في البشر. تتم مشاركة العديد من آليات إصلاح الحمض النووي في ذباب الفاكهة عبر الأنواع ، مما يجعلها نموذجًا قويًا لفهم استقرار الجينوم.
يمكن أن يكون لاكتشاف NUP98 تأثير في العالم الحقيقي ، خاصة بالنسبة لأمراض مثل سرطان الدم النخاعي الحاد ، حيث من المعروف أن الطفرات في NUP98 تلعب دورًا. من خلال توضيح كيفية قيام NUP98 بتوجيه إصلاح الحمض النووي ، يأمل العلماء في اكتشاف سبب خطورة طفراتها – وكيفية تسخير الطفرات لتعطيل الخلايا السرطانية في العلاجات المستهدفة.
وقال ميريغليانو: “في النهاية ، قد نكون قادرين أيضًا على تحويل طفرات Nup98 التي تؤدي إلى السرطان ، وخاصة سرطان الدم النخاعي الحاد ، إلى أهداف العلاج – إما عن طريق تعطيل الخلايا التي تحمل الطفرة على وجه التحديد أو عن طريق تعطيل الوظائف الضارة للبروتينات المتحورة”.
يرى الفريق أيضًا إمكانات طويلة الأجل للعلاجات التي يمكن أن تعزز أو تحاكي وظائف الحماية NUP98 ، مما يقلل من خطر عدم استقرار الجينوم ، وهو عامل رئيسي ليس فقط في السرطان ، ولكن أيضًا في الشيخوخة واضطرابات عدم استقرار الجينوم الأخرى.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
