زهرا وجدانی؛ در حالی که دانشمندان برای دهه‌ها برخی از قطعات RNA را به‌گفتن باقی مانده بی‌منفعت ژنتیکی در نظر می‌گرفتند، پژوهش جدیدی نشان داده است که این مولکول‌های کوچک در واقع نقش کلیدی در تنظیم گفتن ژن و محافظت از سلول‌ها در برابر استرس دارند.

مطالعه‌ای که اخیراً در ژورنال Molecular Cell انتشار شده است، برای نخستین بار کارکرد زیستی اینترون‌های tRNA را بازدید کرده و نشان داده است که این RNA‌های غیرکدکننده می‌توانند به mRNA متصل شده و تشکیل پروتئین را متوقف کنند. این یافته‌ها نه‌تنها فهمیدن جدیدی از تنظیم ژنتیکی اراعه خواهند داد، بلکه می‌توانند مسیر‌های تازه‌ای را برای درمان‌های پزشکی مبتنی بر RNA باز کنند.

کشف کارکرد تازه RNA‌های به‌ظاهر بی‌منفعت در تنظیم گفتن ژن و مقابله با استرس سلولی

برای سال‌ها، زیست‌شناسان بر این باور بودند که اینترون‌های حاضر در مولکول‌های tRNA هیچ عملکردی ندارند و فقطً طی فرایند بلوغ tRNA از آن جدا شده و تخریب خواهد شد. اما تیمی از محققان دانشگاه ایالتی اوهایو دریافتند که برخی از اینترون‌های آزاد، که آنها را fitRNA (سرواژه Free Introns of tRNAs) نام‌گذاری کرده‌اند، قادرند به‌طور مستقیم بر گفتن ژن‌ها تأثیر بگذارند و در روبه رو با استرس سلولی، پایدار باقی بمانند.

مطالعه‌ای که روی سلول‌های مخمر انجام شد، نشان داد که برخی از این اینترون‌ها بعد از جدا شدن از tRNA، به قسمت‌های خاصی از mRNA متصل شده و علتتخریب آن خواهد شد. این فرایند در نهایت از تشکیل پروتئین جلوگیری کرده و به تنظیم گفتن ژن پشتیبانی می‌کند.

با اهمیت ترین نتایج این تحقیق:

اثبات تأثیر اینترون‌های tRNA در تنظیم گفتن ژن برای نخستین بار

مشاهده پایداری برخی اینترون‌ها در شرایط استرس اکسیداتیو

شباهت کارکرد fitRNA‌ها به microRNA ها، اما با مکانیسمی متفاوت

شناسایی ۳۳ mRNA مقصد که تحت تأثیر این فرایند قرار می‌گیرند

تفاوت با microRNA ها: یک مسیر جدا گانه برای تنظیم گفتن ژن

تا پیش از این، microRNA‌ها به‌گفتن یکی از مهم‌ترین تنظیم‌کننده‌های گفتن ژن شناخته می‌شدند. این مولکول‌ها با اتصال به نواحی خاصی از mRNA، مانع از تشکیل پروتئین می‌شدند. اما پژوهشگران دریافتند که fitRNA‌ها برخلاف microRNA ها، مستقیماً به ناحیه کدکننده mRNA متصل خواهد شد، یعنی جایی که دستور ساخت پروتئین قرار دارد.

علاوه بر این، اینترون‌های آزاد در طوری از مخمر که فاقد پروتئین‌های Argonaute (عامل تخریب mRNA در microRNA ها) است نیز جهت نابودی mRNA شدند. این نوشته مشخص می کند که fitRNA‌ها از یک مسیر جدا گانه برای تخریب RNA‌های مطلب‌رسان منفعت گیری می‌کنند.

چرا سلول‌ها این مکانیسم را نگه داری کرده‌اند؟

پژوهشگران اعتقاد دارند که وجود این اینترون‌ها یک مزیت تکاملی برای سلول‌ها فراهم می‌کند. تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان داده است که این اینترون‌ها به‌اختصاصی در شرایط استرس اکسیداتیو پایدار باقی می‌همانند، که امکان پذیر به یک مکانیسم بقا در شرایط سخت اشاره داشته باشد.

اهمیت این کشف در علوم زیستی و پزشکی

مطالعات تازه مشخص می کند که تعداد بسیاری از RNA‌های غیرکدکننده که تا بحال بی‌اهمیت فکر می‌شدند، در واقع نقش کلیدی در تنظیم گفتن ژن و بقای سلول‌ها دارند.

آنیتا هوپر، استاد ژنتیک مولکولی می‌گوید: “زمان‌ها فکر می‌شد که اینترون‌ها هیچ عملکردی ندارند، اما هنگامی مشاهده کردیم که سلول چندین روش گوناگون برای تخریب اینترون‌ها دارد، به این نتیجه رسیدیم که به گمان زیادً نقش مهمی در زیست‌شناسی سلولی دارند. اکنون فهمید شده‌ایم که این مولکول‌ها در تنظیم گفتن ژن و جواب به استرس نقش دارند. “

پتانسیل‌های علمی و پزشکی این کشف شامل:

فهمیدن بهتر از نحوه تنظیم گفتن ژن در سلول‌ها

بازدید ربط اینترون‌های tRNA با بیماری‌هایی همانند سرطان و بیماری‌های عصبی

امکان منفعت گیری از fitRNA‌ها به‌گفتن اهداف درمانی تازه در ژنتیک پزشکی

بازدید کارکرد fitRNA‌ها در شرایط گوناگون استرس

محققان تصمیم دارند مطالعات خود را گسترش داده و بازدید کنند که آیا fitRNA‌ها در دیگر شرایط استرس‌زا، همانند افتمواد مغذی، تغییرات دمایی و استرس شیمیایی، نیز پایدار باقی می‌همانند یا خیر.

هوپر می‌افزاید: “ما تازه در ابتدای راه کشف کارکرد‌های این مولکول‌های RNA هستیم. امکان پذیر نقش‌های بیشتری داشته باشند که تا این مدت کشف نشده‌اند. “

کشف کارکرد تازه اینترون‌های tRNA مشخص می کند که RNA‌های غیرکدکننده می‌توانند نقش کلیدی در تنظیم ژن‌ها و جواب سلولی به شرایط دشوار داشته باشند.

این یافته‌ها نه‌تنها دیدگاه‌های ما را در رابطه کارکرد RNA‌های غیرکدکننده تحول خواهند داد، بلکه می‌توانند در گسترش راه حلهای درمانی مبتنی بر RNA در بیماری‌های گوناگون نقش مهمی ایفا کنند.

انتهای مطلب/