يظهر عمل جديد من جامعة ويسكونسن ماديسون أن المشاكل في البروتين الحيوي للحفاظ على استقرار الكروموسومات قد تساهم في حالات صحية خطيرة – وفي بعض الأحيان مميتة.
الدراسة التي نشرت مؤخرا في علوميقدم للمرضى والأطباء طفرات بروتينية جديدة لفحصها عند تشخيص بعض أنواع السرطان واضطرابات نخاع العظام.
فهم التيلوميرات وحماية الكروموسوم
تعتمد كروموسوماتنا (حزم من البروتينات والحمض النووي التي تخزن جميع معلوماتنا الوراثية) على التيلوميرات لمنع الضرر. هذه الأغطية الواقية عند كل طرف كروموسوم مصنوعة من تسلسلات الحمض النووي المتكررة والبروتينات. تقصر التيلوميرات بشكل طبيعي مع تقدم العمر، ولكن الاضطرابات في كيفية تكوينها أو الحفاظ عليها يمكن أن تقلل من استقرار الحمض النووي، مما قد يؤدي إلى تسريع الشيخوخة أو يؤدي إلى المرض.
شرع الباحثون العاملون في مختبر Ci Ji Lim، أستاذ الكيمياء الحيوية بجامعة ويسكونسن ماديسون، جنبًا إلى جنب مع المتعاونين في قسم الكيمياء بالجامعة، في تحديد البروتينات التي تتفاعل مع التيلوميراز، الإنزيم المسؤول عن الحفاظ على التيلوميرات. يمكن أن يساعد الفشل في هذه البروتينات الشريكة في تفسير الأمراض التي تنشأ من تقصير التيلوميرات.
يقول ليم، الذي تدعم المعاهد الوطنية للصحة عمله: “إن هذا الخط من الأبحاث يتجاوز الفهم الكيميائي الحيوي للعملية الجزيئية. فهو يعمق الفهم السريري لأمراض التيلومير”.
اكتشاف الدور الأساسي لتقنية RPA في صيانة التيلومير
قاد طالب الدراسات العليا سوراف أغراوال، وعالم الأبحاث شيوهوا لين، وباحث ما بعد الدكتوراه فيفيك سوسفيركار، عملية البحث عن البروتينات التي من المحتمل أن تعمل جنبًا إلى جنب مع التيلوميراز. استخدموا AlphaFold، وهي أداة للتعلم الآلي تتنبأ بالبنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات والتفاعلات بين البروتين والبروتين. سلط تحليلهم الضوء على جزيء يسمى بروتين النسخ A (RPA) كعامل رئيسي في الحفاظ على التيلوميرات عن طريق تحفيز التيلوميراز. على الرغم من أن RPA معروف منذ فترة طويلة بمشاركته في تكرار الحمض النووي وإصلاحه، إلا أنه لم يتم تأكيد أهميته في دعم التيلوميرات الصحية لدى البشر.
وباستخدام رؤى من AlphaFold، تحقق الفريق تجريبيًا من أن RPA ضروري عند البشر لتنشيط التيلوميراز والحفاظ على طول التيلومير.
الآثار المترتبة على المرضى الذين يعانون من اضطرابات التيلومير القصيرة
ويشير ليم إلى أن هذه النتائج لها صلة مباشرة بالأشخاص الذين يواجهون أمراضًا مميتة في كثير من الأحيان ناجمة عن تقصير التيلوميرات، بما في ذلك فقر الدم اللاتنسجي، ومتلازمة خلل التنسج النقوي، وسرطان الدم النخاعي الحاد.
يوضح ليم: “هناك بعض المرضى الذين يعانون من اضطرابات قصر التيلومير والتي لا يمكن تفسيرها من خلال معرفتنا السابقة”. “الآن لدينا إجابة للسبب الكامن وراء بعض طفرات مرض التيلومير القصير: إنه نتيجة لعدم قدرة RPA على تحفيز التيلوميراز.”
الاهتمام العالمي والرؤى التشخيصية الجديدة
منذ نشر العمل، اتصل أطباء وعلماء من عدة دول بليم وفريقه سعيًا لفهم ما إذا كانت أمراض مرضاهم يمكن أن تنبع من طفرات جينية تتداخل مع وظيفة RPA المحددة حديثًا.
يقول ليم: “هناك زملاء يتواصلون معنا من فرنسا وإسرائيل وأستراليا. إنهم يريدون فقط تقديم سبب لمرض التيلومير القصير الذي يعاني منه مريضهم حتى يتمكن المرضى وعائلاتهم من فهم ما يحدث ولماذا”. “من خلال التحليل الكيميائي الحيوي، يمكننا اختبار طفرة مرضاهم لمعرفة ما إذا كانت تؤثر على كيفية تفاعل RPA مع التيلوميراز، وإعطاء الأطباء نظرة ثاقبة للأسباب المحتملة لأمراض مرضاهم.”
تلقى هذا البحث الدعم من المعاهد الوطنية للصحة (R01GM153806 وDP2GM150023)، ومكتب نائب رئيس جامعة ويسكونسن ماديسون للأبحاث، ومؤسسة أبحاث خريجي ويسكونسن وقسم الكيمياء الحيوية في جامعة ويسكونسن ماديسون.
المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily
