إحدى الأدوات الرئيسية في البحث هي "ملاقط الليزر" التي تم تطويرها في التخنيون وتسمح بتفكيك خيوط الحمض النووي من أجل فحص الروابط بينها وبين الجزيئات المهمة التي تساعد على تنظيمها في نواة الخلية
![تبدأ الملقطات الضوئية الموجودة على اليمين في تحليل الحمض النووي إلى شريطين. عندما يصل التمهيدي إلى الكروموسوم، سيتم إيقافه عن طريق الاتصال بين الهستونات [باللون الأصفر والوردي والأزرق] والحمض النووي، وبالتالي سيكون من الممكن التحقق مما إذا كان مفتوحًا (أسفل اليمين) أو ضيقًا (أسفل اليسار). ) كروموسوم.](https://www.hayadan.org.il/images/content3/2021/07/2-2.png)
تلقي الأبحاث التي أجريت في التخنيون الضوء على الكروموسوم - أحد المكونات الحاسمة في عملية ترجمة الحمض النووي إلى عمليات فسيولوجية مهمة في الصحة والمرض. الدراسة نشرت في المجلة خلية جزيئية عقد في كلية الأحياء من قبل الدكتور سيرجي رودنيتسكي تحت إشراف البروفيسور أرييل كابلان وفيليبا ميلاميد.
إحدى الأدوات الرئيسية في البحث هي "ملاقط الليزر" التي تم تطويرها في التخنيون والتي تتيح كشف خيوط الحمض النووي من أجل فحص الروابط بينها وبين الجزيئات المهمة التي تساعد على تنظيمها في نواة الخلية. تحتوي كل خلية في جسمنا على الحمض النووي الذي يوفر التعليمات اللازمة لتطور الخلية وعملها وبالتالي لصحتنا ككائن حي كامل. يتم ضغط الحمض النووي، وهو نوع من الخيوط يبلغ طولها حوالي مترين، في نواة الخلية - وهي عضية صغيرة الحجم بحجم ميكرون. أصبح هذا الضغط ممكنًا بفضل تغليف الحمض النووي حول بروتينات تسمى هيستون في بنية مدمجة تسمى الكروماتين. مجموعة فرعية مهمة من الهستونات هي "هستونات الرابط" التي تربط خيوط الحمض النووي في بنية تسمى كروموسوم.
دور الكروموسوم
وبالتالي، يلعب الكروماتين والكروماتوسوم دورًا أساسيًا في الحفاظ على ضغط الحمض النووي في نواة الخلية. المشكلة هي أن نفس الضغط يخفي الحمض النووي عن تلك المكونات الموجودة في الخلية المسؤولة عن قراءته وتنفيذ التعليمات المكتوبة فيه. ولذلك، الكروماتين أيضا له دور مركزي فيسيطره من هذه العمليات التحكم في الوصول إلى الحمض النووي. كيف؟ تتعامل مختبرات كابلان وملاميد مع هذا الأمر منذ سنوات عديدة. هذه الدراسات لها أهمية سريرية كبيرة لأن الخلل في وظيفة الكروماتين والكروموسوم يرتبط بتطور أمراض خطيرة، بما في ذلك السرطان.
اكتشفت مجموعة البحث الفني أن هيستون الرابط يلعب دورًا مركزيًا في إمكانية الوصول إلى الحمض النووي. إن فك رموز نشاط هذا الهستون يمثل تحديًا صعبًا، لأن هذه هيستونات ديناميكية، والطرق التقليدية - تحليل عدد كبير من الجزيئات في وقت واحد - لا تقدم إجابة للغز المذكور أعلاه.
يعتمد التقدم في البحث الحالي على استخدام أداة فريدة من نوعها في مجموعة بحث البروفيسور كابلان: "ملقط الليزر". أتاحت هذه الأداة للباحثين "فك ضغط" خيط الحمض النووي بشكل يشبه السحاب. عندما يصل التهيئة إلى الكروموسوم، وتكون هناك نقطة اتصال بين الهستون والحمض النووي، يعلق السحاب ويتطلب الأمر قوة لكسر نقطة الاتصال ومواصلة التهيئة. هذه هي الطريقة التي يرسم بها الباحثون موقع وقوة جميع الاتصالات المسؤولة عن تكوين الكروموسوم.
اكتشف الدكتور رودنيكي وزملاؤه في الدراسة الحالية أن الاتصالات بين الهيستون الملزم والحمض النووي أكثر اتساعًا مما كان يُعتقد عمومًا وأن الكروموسومات أكبر بحوالي 50٪ من التقدير الذي كان شائعًا في المجتمع العلمي. بالإضافة إلى ذلك، اكتشف الباحثون أن الخلية تعرف كيفية تغيير شكل الكروموسوم بين خيارين: شكل متماثل وضيق حيث يكون الحمض النووي ليس قابلة للقراءة؛ وشكل غير متماثل ومفتوح يسهل الوصول إليه. يتم التحكم جزئيًا في الانتقال بين الأشكال بواسطة نظام النسخ نفسه، مما يشير إلى أن الخلية تستخدم "اللعبة" بين شكلي الهستون لتنظيم الوصول إلى الحمض النووي. وتتجلى أهمية هذا الاكتشاف في ضوء الدور الحاسم للكروموسوم في الحفاظ على التعبير الطبيعي للجينوم.
تم دعم البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (ISF).
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
