تم اكتشاف رابط تطوري مفقود في فطر بدائي

درس علماء جامعة بوردو البنية ثلاثية الأبعاد لبروتين فطري مرتبط بجزيء الحمض النووي الريبوزي (RNA) وخلصوا إلى أنه أحد الروابط التطورية المفقودة في الانتقال من عصر الحمض النووي الريبي (RNA) إلى عصر الحمض النووي (DNA)

درس علماء جامعة بوردو البنية ثلاثية الأبعاد لبروتين فطري مرتبط بجزيء الحمض النووي الريبي (RNA) وتمكنوا من التوصل إلى استنتاج مفاده أنه أحد الروابط التطورية المفقودة في الانتقال من عصر الحمض النووي الريبي (RNA) إلى عصر الحمض النووي (DNA).

ووفقا للنظريات الحالية، فإن الحياة بدأت مع عصر الحمض النووي الريبوزي (RNA). في ذلك الوقت، كان الجزيء الذي يمكنه نسخ نفسه هو جزيء الحمض النووي الريبوزي (RNA)، وليس جزيء الحمض النووي (DNA) الشائع اليوم. كان الحمض النووي الريبي القديم قادرًا على تكرار نفسه وإجراء تفاعلات كيميائية مشابهة للبروتينات. وفي مرحلة معينة، تطور الحمض النووي الريبي (RNA) ونجح في تكوين البروتينات. وأصبحت هذه البروتينات مسؤولة عن تنفيذ التفاعلات الكيميائية التي كانت في السابق الوظيفة الوحيدة لجزيء الحمض النووي الريبي (RNA). وبحسب آلان لامبوويتز، مدير معهد البيولوجيا الخلوية والجزيئية بجامعة تكساس، فقد تمكن الباحثون من اكتشاف أحد تلك البروتينات الانتقالية، التي تتعاون مع الحمض النووي الريبي (RNA) وتساعده على إجراء التفاعلات الكيميائية المختلفة.

ويقول: "الآن يمكننا أن نرى كيف تطور الحمض النووي الريبي (RNA) وبدأ في التعاون مع البروتينات". وأضاف: "كانت هذه خطوة مهمة للغاية، ولم يتم اكتشافها حتى الآن".

أراد لامبويتز وزميله الباحث في جامعة تكساس، بول فوكستيليس، معرفة كيفية عمل البروتين الفطري. قبلت مجموعة باربرا جولدن - عالمة الأحياء البنيوية - التحدي ونجحت في بلورة الجزيء. وفي حالته البلورية، تمكن الباحثون من تصور البنية ثلاثية الأبعاد للجزيء.

"بالطبع لا يمكننا أن نرى العملية التطورية التي يتحول فيها النظام المعتمد على الحمض النووي الريبي (RNA) إلى نظام يعتمد على الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات وأخيراً الحمض النووي (DNA). يقول جولدن: "سنحتاج إلى آلة زمنية لرؤيتها". "ولكن من خلال هذا البروتين الفطري، يمكننا أن نرى هذه العملية تحدث في عصرنا هذا."

ومن خلال مراقبة البروتين البلوري، تمكن العلماء من رؤية أن البروتين يقوم بنفس التفاعلات الكيميائية التي يقوم بها الحمض النووي الريبي (RNA) في الكائنات الحية الأبسط. ووفقا لفوكستيليس، يعمل البروتين على تثبيت جزء معين - الإنترون - من جزيء الحمض النووي الريبي الطويل، مما يسمح للحمض النووي الريبي بالتخلص من بقية الأجزاء غير القابلة للاستخدام وإنشاء جين نشط. ويقول: "إن جزيء الحمض النووي الريبي (RNA) في دراستنا قادر بالفعل على تنفيذ تفاعلات كيميائية محددة على نفسه، لكنه يحتاج إلى بروتين حتى يتم التفاعل بكفاءة".

وبعيدًا عن الرؤية التطورية المستمدة من البحث، يمكن أن تؤدي المعلومات إلى استخدامات سريرية في تطوير أدوية مضادة للفطريات قادرة على قتل العوامل المسببة للأمراض. يقول لامبوويتز: "هذه إحدى الخطوات التالية". "والخطوة الأخرى هي توليد رؤى أكثر تفصيلا حول بنية البروتين، حتى نتمكن من فهم التفاعلات الكيميائية القديمة."

نُشرت نتائج المقال في 3 يناير في مجلة Nature المرموقة.

للحصول على معلومات على موقع جامعة بوردو