كشفت سلسلة من الاكتشافات عن أنواع جديدة من الحمض النووي الريبي (RNA) تلعب دورًا رئيسيًا في التحكم في العمليات داخل الخلايا في تطور الكائن الحي
إن الحلزون المزدوج للحمض النووي يمثل بالنسبة لنا جزيء الحياة الذي يتضمن كافة المعلومات الوراثية وتعليمات بناء الكائن الحي. حتى وقت قريب، كان علم الأحياء يهيمن عليه المفهوم القائل بأن تكوين البروتينات يبدأ عندما تتحول المعلومات الجينية المشفرة في الحمض النووي، في عملية النسخ، إلى جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA)، ابن عم الحمض النووي المفرد. لذلك، فلا عجب أن الحمض النووي الريبوزي (RNA)، الذي يعتبر مزيجًا متواضعًا من الرسائل والمعلومات حول بناء البروتينات، قد عاش لفترة طويلة في ظل ابن عمه اللامع، الحمض النووي "الشيء الحقيقي". ولكن بعد مرور 50 عامًا تقريبًا، غيرت الاكتشافات الجديدة فهمنا تمامًا لعمليات التحكم في الجينات، مما سلط الضوء على الحمض النووي الريبي (RNA).
إن ما يعرف بـ "ثورة الحمض النووي الريبي" (RNA) في علم الأحياء الجزيئي نتج عن سلسلة من الاكتشافات حول أنواع جديدة من الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي ليست مجرد رسل، ولكنها تلعب دورًا رئيسيًا في التحكم في العمليات داخل الخلايا وتطور الكائن الحي. إحدى هذه العائلات من جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) تسمى microRNA. هذه جزيئات صغيرة وظيفتها الرئيسية هي التحكم في التعبير الجيني. كيف يفعلون ذلك؟ فهي ترتبط بجزيئات الحمض النووي الريبي المرسال، ولا تسمح لها بنقل المعلومات اللازمة لبناء البروتينات. وتسمى هذه العملية "التداخل باستخدام الحمض النووي الريبي"، وهي وسيلة فعالة للتحكم وتنظيم إنتاج البروتينات المختلفة. يدرس الدكتور إيران هورنشتاين، من قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان للعلوم، دور جينات ترميز microRNA في التحكم في التعبير الجيني، في إطار تطور الحيوانات والبشر، في المواقف الطبيعية وأثناء المرض. الدكتور هورنشتاين: "نحن نعلم أنه عندما تتراكم الطفرات في جينات معينة، فإن النتيجة هي المرض. لكننا لا نعرف ماذا يحدث عندما تتراكم الطفرات في الجين الذي يرمز للـ microRNA.
هل يمكن للـ microRNA المعيب أن يسبب المرض؟ هل سيؤدي الاختلاف في آلية التحكم إلى مرض مختلف؟ إذا كان microRNA متورطًا بالفعل في الأمراض الوراثية، فقد يكون من الممكن تطوير علاجات جديدة تركز على جينات microRNA المكتشفة مؤخرًا.
يركز في بحثه على دور microRNA في تطور البنكرياس والعظام والغضاريف. وهو يدرس كيف يمكن للعيوب الجينية في هذه الأنسجة أن تؤدي إلى أمراض شائعة، مثل مرض السكري، والحنك المشقوق، وفقدان العظام. ويقول: "ينتج السرطان أيضًا عن الاضطرابات الجينية، وبالتالي فإن دراسة معاني الاضطرابات في وظيفة microRNA يمكن أن توفر رؤى جديدة حول أدوار جزيئات الحمض النووي الريبي الصغيرة في أمراض السرطان".
لمعرفة أي أجزاء من الرنا الميكروي تشارك في عمليات مختلفة، وما هي نتيجة هذه المشاركة، استخدم أعضاء مجموعة بحث الدكتور هورنشتاين الفئران التي يفتقر حملها الجيني إلى الجينات التي تشفر أجزاء معينة من الرنا الميكروي. وبهذه الطريقة، تمكنوا من اكتشاف أنه إذا تم تعطيل نشاط microRNA في خلايا بيتا في البنكرياس (المسؤولة عن إنتاج الأنسولين، الذي يتحكم في مستويات السكر في الدم) - فإن الفئران تظهر عليها علامات مرض السكري. ويقوم العلماء الآن بوصف الآليات الجزيئية التي تتحكم في هذه العملية المعقدة.
وفي دراسة أخرى، قام أعضاء المجموعة بفحص مساهمة microRNA في تطور الأنسجة الهيكلية. على سبيل المثال، إذا تمت إزالة microRNA من هذه الأنسجة بالطرق الوراثية، فقد تحدث ظواهر خطيرة مثل غياب الجمجمة أو التقزم أو الحنك المشقوق أثناء عملية نمو الجنين. ويعمل الدكتور هورنشتاين وأعضاء المجموعة البحثية التي يرأسها حاليًا على فك رموز المسارات الجينية التي تسوء في هذه الحالات، وفي تحديد جزيئات microRNA المحددة التي تشارك في هذه العملية.
الدكتور هورنشتاين: "لقد بدأ العلماء للتو في فهم التأثيرات الحقيقية للجينات من عائلة microRNA، سواء في التطور الطبيعي للكائن الحي أو أثناء المرض. قد تؤدي المعرفة الجديدة في هذا المجال إلى تطوير علاجات جديدة تركز على آليات غير معروفة سابقًا. وهكذا، قام العلماء في جميع أنحاء العالم بتطوير نسخ اصطناعية من microRNA التي تستخدم في العلاجات الطبية المتقدمة.
ولد عيران هورنشتاين في القدس عام 1971. وبعد خمس سنوات من الخدمة العسكرية، تم قبوله في كلية الطب في الجامعة العبرية وهداسا. "لقد التحقت بكلية الطب بهدف أن أصبح طبيبة، لكنني كنت مهتمة أيضًا بالعلوم وقررت الانخراط في الأبحاث الأساسية في نفس الوقت. وهكذا انتهى بي الأمر في مختبر البروفيسور عوديد ميوتشاس في قسم الكيمياء الحيوية في الجامعة العبرية". كانت الدراسات الطبية مثيرة، لكن هورنشتاين كان أكثر انجذابًا للأبحاث الأساسية، وبعد الانتهاء من إقامته الطبية، أجرى أبحاث ما بعد الدكتوراه تحت إشراف البروفيسور كليف تابين في كلية الطب بجامعة هارفارد، حيث ركز على علم الأحياء التطوري.
"أشعر أن خلفيتي ودراساتي الطبية تؤثر على عالم الارتباطات الخاص بي وميلي إلى استكشاف الآليات الجزيئية والوراثية الأساسية المرتبطة بالأمراض. من المهم بالنسبة لي إجراء الأبحاث التي لها تأثير على صحة الناس." في عام 2006، انضم الدكتور هورنشتاين إلى معهد وايزمان للعلوم كباحث أول. تضم مجموعته البحثية سبعة طلاب باحثين وثلاثة باحثين في مرحلة ما بعد الدكتوراه.
وفي نفس الموضوع على موقع العلوم :
تعليقات 2
عامي:
تعرض المقالة في الواقع حقيقة أن وجود RNAI قد تم اكتشافه من قبل.
ليس في الماضي البعيد جدًا ولكن لا يزال في الماضي.
بالتوفيق للباحث وبحثه المفيد.
هناك مشكلة صغيرة في الصياغة لأنها تعطي الانطباع بأن RNAi شيء جديد وغير معروف للعلم.
لقد عرفنا هذه الظاهرة منذ بعض الوقت، على الرغم من أن البحث لا يزال في بداياته وكما هو مذكور في المقال، لا يزال هناك الكثير لنتعلمه من ظاهرة تدخل الحمض النووي الريبي (RNA) في علم وظائف الأعضاء.