عند كتابة رسالة بريد إلكتروني، من السهل جدًا النقر فوق الزر "إرسال" قبل قراءتها مرة أخرى. ثم تندم على الخطأ المحرج الذي نسيته وأرسلته. لكن عند إرسال رسائل جينية في الخلية، يجب ألا تتخلى عن التدقيق اللغوي. في مثل هذه الحالة، قد لا تسبب الأخطاء الإحراج فحسب، بل قد تسبب أيضًا السرطان أو أمراضًا أخرى.
تحدث عملية تدقيق مهمة لإنتاج البروتين في نواة الخلية في مرحلة الحمض النووي الريبي المرسال - وهو الجزيء الذي "ينقل" تعليمات الإنتاج من النواة إلى آلية إنتاج البروتين. بعد نسخ التعليمات الموجودة في الجينات إلى جزيئات الرنا المرسال الأولية، فإنها تمر بعملية تسمى "الربط": يتم اشتقاق أجزاء من الشفرة الوراثية وإعادة ربطها ببعضها البعض، أحيانًا بعدة طرق مختلفة، للحصول على الجزيء النهائي. ونتيجة لهذه العملية، من الممكن "كتابة" رسائل مختلفة بناءً على نفس التسلسل الجيني الأولي.
تشير النتائج المختلفة إلى أن عملية الربط أكثر تعقيدًا من القطع البسيط ولصق الأجزاء المختلفة. لاحظ البروفيسور يوسف سبيرلنغ والدكتور إيال كيمتشي من قسم الكيمياء العضوية في كلية الكيمياء في المعهد، مع البروفيسور روث سبيرلنغ والدكتور أوليغ ريتسكين من الجامعة العبرية في القدس، أن بعض الأقسام لا تجعل دائما في النسخة النهائية، على الرغم من أنها تحمل علامات واضحة تشير إلى أنها مناسبة للتضمين. هناك سبب وجيه لذلك: تحمل هذه الأجزاء رمز "التوقف" - ثلاث قواعد جينية تشير إلى نهاية إنتاج البروتين. يمكن أن يؤدي إدخال الحمض النووي الريبي المرسال الذي يحمل الكود في الموضع الخاطئ في آلات إنتاج البروتين (الريبوسومات) إلى إنتاج بروتينات معيبة، وبالتالي تعطيل العمليات البيولوجية المهمة.
تعلم آلية الربط أنه يجب عليها تخطي الأقسام التي تحمل رمز "الإيقاف"، والانتقال إلى الأقسام التالية. ولكن كيف يعرف هذا بالضبط؟ قام آل سبيرلينغز وفرقهم البحثية بدراسة عملية التدقيق اللغوي هذه. وتتحدى النتائج التي توصلوا إليها، والتي ظهرت مؤخرًا في مجلة الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية (PNAS)، طريقة التفكير التقليدية حول الطريقة التي تتم بها ترجمة الجينات إلى بروتينات. وفقًا للنتائج التي توصلوا إليها، يتم إجراء التدقيق اللغوي بواسطة جزيء معين من الحمض النووي الريبي (RNA) يسمى "نقل التمهيدي-RNA". هذا الجزيء الصغير معروف لدى العلماء بالفعل بأن له دورًا أساسيًا في عملية إنتاج البروتين في الريبوسوم: حيث يقرأ بادئ الحمض النووي الريبوزي رمز "البدء" في بداية تسلسل التعليمات في رسول الحمض النووي الريبي، و يعطي الأمر لبدء إنتاج البروتين. تظهر الدراسة الجديدة أن جزيئات الحمض النووي الريبي البادئ تدخل الصورة في مرحلة أبكر بكثير مما كان يعتقد سابقًا - بالفعل في الوقت الذي تخضع فيه النسخ الأولية من الحمض النووي الريبي المرسال لعملية الربط في نواة الخلية. كما هو الحال في عملية إنتاج البروتين، في هذه الحالة أيضًا يتلقون الإشارة للعمل من رمز "البدء" في التسلسل الجيني. ولكن في عملية الربط، يبدو أن الحمض النووي الريبي التمهيدي يبحث أيضًا عن رمز تعليمات "الإيقاف"، مما يتسبب في عدم تضمين آلية الربط لهذه الأجزاء في Bar-en-Shilik. ولاختبار ذلك، أنشأ العلماء تسلسلات جينية اصطناعية تحتوي على رموز "بدء" متحولة - بحيث لا يتمكن التمهيدي من الحمض النووي الريبي (RNA) من قراءتها. في هذه الحالة، حتى المقاطع التي تحتوي على رموز "إيقاف" نجت من مرحلة الربط. وفي وقت لاحق، أضاف العلماء RNA أوليًا متحورًا بشكل مماثل حتى يتمكن من قراءة رموز "البدء" المعطلة، وتم استعادة التحكم.
يقول البروفيسور يوسف سبيرلينج: "لم يعتقد معظم العلماء أن بادئ نقل الحمض النووي الريبي (RNA) يمكن أن يكون متورطًا في مثل هذه المرحلة المبكرة من إنتاج البروتين، لكن النتائج التي تلقيناها تزيل كل الشكوك". تضيف البروفيسور روث سبيرلينج: "هناك مخاوف من أن الأجزاء التي تحتوي على رموز "الإيقاف" التي تدخل في عملية الربط، ويتم تضمينها عن طريق الخطأ في تعليمات إنتاج البروتين، قد تكون متورطة في الإصابة بالسرطان وأمراض أخرى. تظهر النتائج التي توصلنا إليها كيف يمكن أن يحدث مثل هذا الخطأ."
