رحلة الجزيء

تفضل الخلايا الحية جعل البروتينات قريبة من الموقع حيث تكون هناك حاجة إليها. للعمل بهذه الطريقة الفعالة، يجب عليهم نقل الحمض النووي الريبوزي المرسال إلى الريبوسوم الموجود بالقرب من الموقع حيث تكون البروتينات مطلوبة

البروفيسور جيفري غيرست وليورا حاييم. كما هو الحال في الفيلم

عندما يغادر جزيء RNA المرسال نواة الخلية، إلى أين يذهب؟ وبحسب المفهوم الشائع، فإن هذا الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية اللازمة لبناء البروتينات، يتجول في فضاء الخلية الحية، حتى يلتقي، عشوائيا، بـ«مصنع البروتين» (الريبوسوم)، الذي يقرأ المعلومات الجينية ويفرزها. وينتج البروتين اللازم وفقاً له. يتم بعد ذلك إرسال البروتينات الجديدة من موقع الإنتاج العشوائي إلى المنطقة في الخلية حيث تكون هناك حاجة إليها. لكن البروفيسور جيفري غيرست، وطالبة البحث ليورا حاييم من قسم علم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان للعلوم، أعادوا فحص هذه العملية، ووفقا للنتائج التي توصلوا إليها، والتي نشرت مؤخرا في المجلة العلمية Nature Methods، فإنهم يشيرون إلى أن الخلايا الحية يفضل جعل البروتينات قريبة من الموقع المطلوب. للعمل بهذه الطريقة الفعالة، يجب عليهم نقل الحمض النووي الريبي المرسال إلى الريبوسوم الموجود بالقرب من الموقع حيث تكون البروتينات مطلوبة.
في دراسة حديثة، طور البروفيسور جيرست وليورا هايم طريقة جديدة لتتبع حركة جزيء الحمض النووي الريبي المرسال من نواة الخلية إلى الموقع حيث تكون البروتينات مطلوبة. ويمكن استخدام هذه الطريقة، في المستقبل، كأداة للبحث الفعال عن العمليات المختلفة في الخلية، ولتطوير طرق جديدة لعلاج الأمراض المختلفة.
حتى الآن، واجه العلماء صعوبات في تتبع جزيئات الرنا المرسال. تتطلب إحدى الطرق إنتاج كميات كبيرة من الجزيء، مما يعني أن الكثير منها حدث خطأ على طول الطريق. وفي طريقة أخرى، كان من الضروري تثبيت العينة، بحيث يمكن ملاحظة نقطة واحدة فقط في رحلة الجزيء. ومن ناحية أخرى، طريقة البروفيسور جيرست وليورا الجديدة
يتيح لك Haim مراقبة مراحل مختلفة من العملية، في الخلايا الحية، ودون الحاجة إلى إنتاج كميات متزايدة من الجزيء.
وصمم علماء المعهد شريحة قصيرة من الحمض النووي قاموا بدمجها، باستخدام تقنيات الهندسة الوراثية، في الفجوة بين جين معين وقطعة وراثية مجاورة له، مما يؤثر على مسار جزيء الحمض النووي الريبي المرسال الذي سيتم إنشاؤه بناءً على ذلك الجين. ينضم الجزء الجيني المتكامل إلى الحمض النووي الريبي المرسال. كما أنه يرتبط أيضًا ببروتين ينبعث منه الضوء الأخضر، مما يسمح للعلماء بتتبع حركة جزيء الحمض النووي الريبي المرسال.
يتم إجراء المراقبة باستخدام تصوير مجهري فريد من نوعه، قادر على التركيز على الأجسام الصغيرة، التي يبلغ حجمها جزيئين فقط. يقول البروفيسور غيرست: "هذه الطريقة تجعل من الممكن مراقبة عمليات إنتاج العديد من البروتينات".
وفي دراسة أجريت على خلايا الخميرة، تمكن العلماء من ملاحظة جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال، لأول مرة في خلايا الخميرة الحية. قام البروفيسور غيرست وليورا حاييم، جنبًا إلى جنب مع طلاب الأبحاث ريتا جلين ليخت وجاد تزبور وستيلا أرنوف، بتتبع حركات جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال التي تشفر المعلومات التي تُبنى عليها البروتينات والتي تلعب دورًا مهمًا في التغيرات في شكل الخلية الغشاء في الموقع الذي تحدث فيه الفطريات - بداية تطور خلية جديدة من خلية خميرة موجودة. تم نشر هذا العمل في المجلة العلمية Molecular and Cellular Biology.
وتقدمت شركة "ياد"، ذراع التطبيقات الصناعية لمعهد وايزمان للعلوم، بطلب براءة اختراع لهذه الطريقة. والآن يستعد البروفيسور غيرست وأعضاء مجموعته البحثية لرسم خريطة لمسارات حركة جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال، التي تحمل المعلومات اللازمة لبناء جميع البروتينات الموجودة في الخلايا والتي يبلغ عددها 6,000 أو أكثر.
الخميرة. قد تكون مثل هذه الخريطة أداة قيمة لاكتشاف القواعد التي يتم بموجبها نقل الحمض النووي الريبي المرسال في الخلايا الحية.