يتم باستمرار تكسير البروتينات البالية أو التالفة، أو تلك التي لم تعد هناك حاجة إليها، وإعادة تجميعها في جميع خلايا الجسم تقريبًا. تشمل الآلات التي تتحكم في هذه العملية مجموعة جزيئية كبيرة، تسمى الجسيم الإشارة، والتي تتكون من ثمانية بروتينات. إنه يطلق الأمر الذي يؤدي في النهاية إلى تصنيف البروتين بواسطة يوبيكويتين.
كل من رأى كيف يتم تحضير الزجاجات الورقية أو البلاستيكية لإعادة التدوير يعرف الآلات الثقيلة التي تدوس هذه المواد بشكل عشوائي. من ناحية أخرى، فإن الآلات الجزيئية التي تعد البروتينات لإعادة التدوير في الخلايا الحية حساسة ومتطورة، وكما يتضح من دراسة جديدة أجريت في معهد وايزمان للعلوم - فهي أيضًا أكثر تنوعًا بكثير مما قد يعتقده البعض. .
واكتشف فريق من علماء المعهد بقيادة الدكتورة ميشال شارون التغيرات الديناميكية التي تحدث في هذه الآلات عندما تقوم بوضع علامة على البروتينات لإعادة تدويرها. إن الفهم العميق لعملية إعادة التدوير أمر ضروري، لأن الأخطاء في هذه الآلية تساهم في تكوين العديد من الأمراض الشائعة. في الواقع، أدت حيوية معدات إعادة التدوير للحياة الخلوية إلى منح جائزة نوبل في الكيمياء في عام 2004 للعلماء الذين فكوا رموز دور اليوبيكويتين، وهو علامة جزيئية صغيرة ترتبط بالبروتينات المخصصة للتدمير بواسطة آلات إعادة التدوير.
يتم باستمرار تكسير البروتينات البالية أو التالفة، أو تلك التي لم تعد هناك حاجة إليها، وإعادة تجميعها في جميع خلايا الجسم تقريبًا. تشمل الآلات التي تتحكم في هذه العملية مجموعة جزيئية كبيرة، تسمى الجسيم الإشارة، والتي تتكون من ثمانية بروتينات. إنه يطلق الأمر الذي يؤدي في النهاية إلى تصنيف البروتين بواسطة يوبيكويتين.
حتى الآن، اعتقد العلماء أن بنية الجسيم الإشارة ثابتة تمامًا، لكن الدراسة الجديدة التي أجراها علماء المعهد أظهرت أنه في الواقع، هذه المجموعة الكبيرة ديناميكية للغاية: كل وحدة من وحداتها الفرعية الثمانية يمكن أن تتخذ أشكالًا مختلفة. علاوة على ذلك، يمكن تنظيم الوحدات في مجموعات مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمجموعة بأكملها أن تهاجر حسب الحاجة إلى أجزاء مختلفة من الخلية.
وعمل علماء المعهد مع الخلايا البشرية واستخدموا العديد من التقنيات، بما في ذلك التحليل الطيفي الشامل المتقدم، بهدف اكتشاف كيفية عمل الجسيم الإشارة أثناء الأزمات - عندما يتلف الحمض النووي للخلية بسبب الأشعة فوق البنفسجية. اكتشف العلماء حدوث عدة تغييرات في الجسيم الإشارة. أولاً، ينتقل من السيتوبلازم إلى نواة الخلية، حيث يحدث الضرر؛ كلما زاد الضرر، زاد عدد الإشارات التي تنتقل إلى النواة. علاوة على ذلك، في نواة الخلية، تتخذ الوحدات الفرعية للجسيم الإشارة شكلًا مختلفًا عن تلك المتبقية في السيتوبلازم. تظهر هذه النتائج أن الجسيم الإشارة يتكيف مع الاحتياجات المتغيرة للخلية.
البحث الذي نشر مؤخرا في المجلة العلمية Molecular and Cellular Biology، أجراه الدكتور شارون مع الدكتورة ماريا بيوسي ليفي والدكتور جيلي بن نيسن في قسم الكيمياء البيولوجية، بالاشتراك مع الدكتورة إليزابيتا بيانكي من معهد باستور في فرنسا، الدكتور هوجيانغ تشو، والدكتور مايكل ديري والبروفيسور كاثرين ليلي من جامعة كامبريدج، والدكتور يشاي ليفين من مركز نانسي وستيفن جراند الوطني لأبحاث الطب الشخصي في معهد وايزمان للعلوم .
قد يلقي البحث ضوءًا جديدًا على الآليات المشاركة في الإصلاحات التي تحدث في الخلية بعد تلف الحمض النووي. إن الأخطاء في إصلاح الضرر قد تؤدي إلى تشكل السرطان. وعلى مستوى أكثر أساسية، قد تؤدي الأبحاث إلى تعميق فهم الأداء الجزيئي للكائنات الحية بشكل عام، والبشر بشكل خاص. تشير النتائج التي توصل إليها إلى أنه من الممكن أن لا يكون جسيم الإشارة فحسب، بل أيضًا الآلات الكبيرة الأخرى في الخلية، أكثر ديناميكية وتنوعًا مما يُعتقد عمومًا.
