نوشته و ویرایش شده توسط تیم اسپایدر
پژوهشگران به‌تازگی کشف کرده‌اند پروتئین‌هایی که ماموریت نگه داری پایداری ساختاری کروموزوم‌ها را بر مسئولیت دارند، می‌توانند تحول جهت بدهند و DNA را بازآرایی می‌کنند. این کشف می‌تواند تأثیرات بزرگی بر تحقیقات در عرصه بیماری‌های مرتبط با ژن داشته باشد.
به نقل از Scitechdaily، دانشمندانی از دانشگاه دلفت، مرکز زیست‌شناسی وین و دانشگاه لوزان کشف کرده‌اند ماشین‌های پروتئینی به نام پروتئین‌های SMC که ماموریت شکل‌دهی به DNA را برعهده دارند، می‌توانند جهت حرکت خود را تحول دهند.
پیشتر فکر می‌شد موتورهای SMC که با نزدیک‌کردن قسمت‌های گوناگون DNA به یکدیگر، ساختارهایی همانند حلقه تشکیل می‌کنند که فقط قادر به حرکت در یک جهت باشند. این کشف شگفت‌انگیز بینش‌های ارزشمندی درمورد چگونگی سازماندهی ژنوم و تنظیم فعالیت ژن‌ها اراعه می‌دهد.
«رومن بارت»، نویسنده مهم این پژوهش، توضیح می‌دهد:
آخرین مطالب
- عکس دیدنی از مرز ایران و عراق +عکس_اسپایدر
- رابطه خارج از ازدواج: چرا وسوسه میشویم و چطور وسوسه نشویم؟_اسپایدر
- خبر خوب برای افرادی که به طور منظم تخممرغ مصرف می‌کنند_اسپایدر
- چرا هر چه سن ما زیاد تر می‌بشود حس میکنیم زمان سریع تر میگذرد؟_اسپایدر
- مظفرالدین شاه سوار بر اسب در حال بازدید از میدان مشق_اسپایدر
«بعضی اوقات، سلول باید سریع تصمیم بگیرد کدام ژن‌ها باید فعال شوند و کدام‌یک غیرفعال بمانند؛ برای مثالً در عکس العمل به غذا، الکل یا گرما. برای روشن و خاموش‌کردن ژن‌ها، سلول‌ها از موتورهای نگه داری ساختار کروموزوم (SMC) منفعت گیری می‌کنند که همانند کلید عمل کرده و قسمت‌های گوناگون DNA را به هم متصل می‌کنند.
ماشین‌های SMC به‌طور طبیعی نمی‌دانند کدام قسمت‌های DNA را باید به هم متصل کنند. آنها فقطً در نقطه‌ای از DNA اغاز به فعالیت کرده و آن را به‌شکل حلقه شکل خواهند داد، تا وقتی که به نقطه‌ای برسند که ناچار به توقف شوند؛ به همین علت، ماشین‌های SMC وابستگی بسیاری به توانایی خود برای جستجو در هر ۲ طرف DNA دارند تا علائم توقف مناسب را اشکار کنند.»
کشف راز پروتئین‌های SMC و نقش آنها در DNA
بیوفیزیک‌دانان دانشگاه دلفت دریافته‌اند برخلاف باور قبلی، موتورهای SMC می‌توانند جهت حرکت خود را تحول دهند. این پژوهش توانسته ابهامات بسیاری درمورد نظریه‌های گوناگون و متناقض درمورد نحوه کارکرد موتورهای SMC حل کند.
تحقیقات اولیه نشان می‌داد موتورهای SMC فقط می‌توانند در جهتی خاص حرکت کنند، درحالی‌که تحقیقات دیگر نظر می‌کردند این موتورها DNA را هم‌زمان از هر دو طرف می‌کشند.
پروفسور «سیس دکر» از دانشگاه دلفت که سرپرستی این پژوهش را برعهده داشته، توضیح می‌دهد:
«آزمایش‌های ما نشان خواهند داد ماشین‌های SMC موقت DNA را از یک سمت می‌کشند سپس جهت خود را تحول داده و DNA را از سمت دیگر می‌کشند. با این کار، می‌توانند به‌مرور DNA را از هر ۲ طرف به‌صورت حلقه درآورند. دریافتیم این حرکت در همه انواع موتورهای SMC که تعداد آنها زیاد زیاد است، صدق می‌کند.»
او افزود: «می‌توان این فرایند را به گیربکس ماشین تشبیه کرد: با دسته‌دنده دستی، می‌توان ماشین را به جلو یا عقب حرکت داد. ما حتی دسته‌دنده را شناسایی کردیم. این دسته‌دنده، زیرواحد پروتئینی NIPBL است که در موتور پروتئینی SMC کوهسین وجود دارد.»
پژوهشگران از میکروسکوپ پیشرفته دست‌ساز برای کشف دنده معکوس در موتورهای SMC منفعت گیری کردند که می‌تواند پروتئین‌های منفرد را روی مولکول‌های DNA جداگانه مشاهده کند. این خود دستاوردی بسیار محسوب می‌بشود.
بارت دراین‌باره توضیح می‌دهد:
«سلول منفرد شامل میلیون‌ها پروتئین است و بدن انسان از تریلیون‌ها سلول راه اندازی شده است. استخراج تعداد اندکی پروتئین و توانایی مشاهده تک‌تک آنها، شاهکاری برجسته در فناوری نانو به حساب می اید که شامل تصویربرداری در مقیاس نانومتر است؛ یعنی ۱۰۰ هزار برابر کوچک‌تر از عرض موی انسان!»
فهمیدن کارکرد موتورهای مولکولی SMC؛ راهی برای درمان بیماری‌ها
بارت می‌گوید: «وقتی که بفهمیم چطور موتورهای مولکولی SMC ساختار DNA را شکل خواهند داد، می‌توانیم بازدید کنیم که در بیماری‌هایی همانند سرطان و بیماری‌های زوال عصبی (Neurogenerative diseases) چه مشکلی رخ می‌دهد و مهم‌تر از آن، چطور می‌توان این مشکلات را اصلاح کرد.»
او گفت: «برای مثال، بیماری‌های زوال عصبی می‌توانند نتیجه تنظیم نادرست ژن‌ها در مرحله های اولیه بارداری باشند. چندین بیماری شدید، همانند «سندرم کورنلیا دی لانگ»، با موتورهای SMC مرتبط می باشند. در این بیماری‌ها، به گمان زیادً موتورهای SMC در سلول‌های جنین نمی توانند به‌درستی جهت خود را تحول دهند.»
به حرف های بارت، یافتن شباهت‌ها بین موتورهای SMC پشتیبانی می‌کند تحقیقات در عرصه SMC متمرکز و منظم‌تر از قبل انجام بشود:
«دیگر نیازی نیست برای هر نوع پروتئین SMC مکانیسم جدیدی را جستجو کنیم. این کار این چنین پیشرفت در علم کاربردی را تسریع می‌کند. خوشحال می‌شوم این دانش به شرکت‌های داروسازی، بیمارستان‌ها و درنهایت مطب‌های پزشکان منتقل بشود.»
دسته بندی مطالب
