قام العلماء في معهد وايزمان للعلوم ومعهد الأبحاث البيولوجية برسم خريطة لملف إنتاج البروتين لفيروس كورونا وحددوا 23 تسلسلاً بروتينيًا جديدًا. وقد تساعد النتائج التي توصلوا إليها في تطوير الأدوية واللقاحات واختبارات أفضل للكشف عن كورونا
منذ تفشي الوباء، تم تخصيص آلاف الدراسات لدراسة فيروس كورونا (SARS-CoV-2)، لكن الفيروس الذي غير حياتنا لا يزال دون حل إلى حد كبير - لأسباب ليس أقلها أنه أحد أكبر فيروسات الحمض النووي الريبوزي (RNA) وأكثرها تعقيدًا التي تمت دراستها حتى الآن. واعتمدت معظم الدراسات المخصصة لرسم خرائط الفيروس على طرق التسلسل الجيني مع الاعتماد على تشابه الفيروس مع فيروسات أخرى معروفة من عائلة كورونا وتنبؤات النماذج الرياضية. في دراسة جديدة نشرت اليوم في المجلة العلمية الطبيعة، تم اختيار استراتيجية بحث مختلفة.
معهد وايزمان لعلماء العلوم، بالتعاون مع العلماء معهد البحوث البيولوجيةوطبق نهجًا جديدًا في البحث يركز على عملية ترجمة الحمض النووي الريبي الفيروسي إلى بروتينات داخل الخلية المضيفة - وهذا دون الاعتماد على معرفة مسبقة بفيروسات أخرى من عائلة كورونا أو على أي افتراضات مسبقة. وقد تساعد النتائج التي توصلوا إليها في تطوير علاجات جديدة واختبارات أفضل للكشف عن كورونا والمساعدة في فهم الأسباب التي تجعل هذا الفيروس شديد العدوى.
عندما يدخل الفيروس إلى خلية مضيفة، فإنه يستخدم الريبوسومات - مصانع إنتاج البروتين في الخلية - لإنتاج البروتينات الفيروسية. طالبا البحث يارا فينكل وأورال مزراحي من مجموعة د نعوم ستيرن جينوسار في قسم الوراثة الجزيئية في المعهد، قام بالتعاون مع مجموعة الدكتور نير فاران والدكتور تومر إسرائيلي من المعهد البيولوجي، بإصابة الخلايا البشرية في المزرعة بفيروسات كورونا، وعندما بدأت الريبوسومات في إصدار تسلسلات بروتينية من إنتاجها الخطوط، قاموا بتجميد الخلايا ورسم خريطة لجميع الريبوسومات ومنتجاتها - الفيروسات وغير الفيروسية أيضًا.
وبهذه الطريقة، تمكن فريق البحث من تحديد 23 تسلسلاً بروتينيًا جديدًا في جينوم الفيروس. كانت معظم التسلسلات قصيرة - الببتيدات التي قد يكون لها دور تنظيمي - ولكن أربعة منها كانت بروتينات بالمعنى الكامل للكلمة. قد تشكل هذه البروتينات الفيروسية مستضدات - وهي جزيئات غريبة تحفز جهاز المناعة لدينا على العمل. كما نعلم، في كثير من الحالات، تكون شدة المرض الناجم عن الإصابة بفيروس كورونا ناجمة عن رد فعل مبالغ فيه لجهاز المناعة. قد تؤدي الأبحاث المستقبلية لهذه البروتينات إلى فهم أفضل لتطور المرض، بالإضافة إلى الإشارة إلى طرق أفضل لعلاجه أو منع رد الفعل المفرط للجهاز المناعي.
"إن طريقة رسم خرائط منتجات الريبوسومات لم تسمح لنا فقط بتحديد التسلسلات في الجينوم الفيروسي التي يتم ترجمتها إلى بروتينات بدقة، ولكنها أعطتنا معلومات عن الكميات الدقيقة للبروتينات الفيروسية المختلفة في الخلية المضيفة. وبفضل هذه النتائج، حصلنا على معلومات كافية لإجراء مقارنة بين فيروس كورونا والفيروسات الأخرى من نفس العائلة، وكذلك لمقارنة النتائج التي توصلنا إليها بالتنبؤات المبنية على نماذج رياضية". "هذه المقارنات أتاحت لنا التعرف في التسلسلات الجينية لفيروس كورونا على بروتينات لم تكن معروفة حتى الآن - وربما لا تقل أهمية عن ذلك: اكتشفنا أن البروتينات التي كان من المفترض وجودها هناك، وفقا للتوقعات، لم يتم إنتاجها في الواقع ".
وكشف العلماء أيضًا عن بعض أسرار نجاح الفيروس: فقد اختبروا قدرته على إصابة أنواع مختلفة من الخلايا في الجسم، واكتشفوا أن بعض الخلايا الظهارية التي تبطن الرئتين هي المضيفة الأكثر حماسة للفيروس. كشفت النتائج عن وصفة فيروسية أخرى للنجاح: تتكاثر الفيروسات بمعدل مرتفع بحيث تتجاوز كمية الحمض النووي الريبي الفيروسي في الخلية بسرعة كمية الحمض النووي الريبي البشري.
إن ملف إنتاج البروتين للفيروس الذي رسمه العلماء قد يجعل من الممكن تحديد المستضدات الفريدة لكورونا، وبالتالي تطوير اختبارات دقيقة ورخيصة وسريعة للمرض. قد يساعد هذا التحديد أيضًا في التنبؤ بالمرضى الذين قد يصابون بمرض أكثر خطورة من غيرهم، فضلاً عن تقديم رؤى جديدة نحو تطوير الأدوية واللقاحات.
وشارك في الدراسة أيضًا أهارون نحشون، ود. ميخال شوارتز، وديفيد مورغنسترن من معهد وايزمان للعلوم؛ الدكتورة شيرا وينغارتن غباي من معهد برود لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد، ود. يفعات ياهلوم رونين، د. هداس تمير، د. حجيت أخدوت، دانا شتاين، د. أوفير إسرائيلي، د. عدي بيت الدين، د. شارون ميلاميد والدكتور شاي فايس من معهد الأبحاث البيولوجية.
ساهمت شركة 3M في مشروع تطوير لقاح كورونا بجامعة تل أبيب
الغرض من البحث الذي يقوده البروفيسور جوني غيرشوني هو العثور على نقطة الضعف في الفيروس - آلية الارتباط ومنعه من الارتباط بالمستقبلات الموجودة على سطح خلايا الرئة
قدمت الشركة التكنولوجية العلمية 3M تبرعًا كبيرًا للبحث العلمي بمبلغ 400 ألف دولار (1.36 مليون شيكل) لكلية شيمونيس لأبحاث الطب الحيوي وأبحاث السرطان في جامعة تل أبيب من أجل تعزيز المعرفة العلمية للاستجابة العالمية إلى وباء كورونا.
يعد تبرع M3 جزءًا من مبادرة بقيمة 5 ملايين دولار تهدف إلى دعم البرامج البحثية في المؤسسات الأكاديمية الرائدة في العالم والتي تركز على علاج وتطوير لقاح لفيروس كورونا. إن التبرع لجامعة تل أبيب هو نتيجة عملية تنافسية، ويعكس التقدير الكبير لبرنامج الأبحاث في الجامعة. تم تحويل التبرع من خلال GlobalGiving، شريك M3 في نقل التبرعات، للتحقق من العناية الواجبة وإعداد التقارير.
وصرح البروفيسور جوني غيرشوني، قائد البحث والخبير المحترم في مجال مسببات الأمراض الفيروسية: "إن نشر جينوم SARS CoV2 بتاريخ 9.1.20 بدأ السباق لتطوير لقاح لفيروس كورونا. لقد قمنا بتطوير تقنية مبتكرة حاصلة على براءة اختراع تسمح بعزل RBM عن بقية البروتين الشوكي بطريقة موضعية. وأضاف البروفيسور غيرشوني: "إن مساهمة M3 ستزيد بشكل كبير من جهودنا لإنتاج لقاح عالي الاستهداف وقوي وقبل كل شيء آمن".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 2
استمر في نشر المعلومات، الباحثون في ووهان الذين نشروا الفيروس سيعملون على شيء جديد لتجاوز حلولك هههه
فقط عندما نرى النتائج على أرض الواقع، سأصدق أن هناك بالفعل لقاح فعال، وحتى ذلك الحين علينا أن ننتظر وفقط عندما تنخفض حالات كورونا بشكل كبير، عندها سأصدق ذلك حقًا، وليس اليابانيين!