يمكن أن يكون للأخطاء في وضع العلامات عواقب بعيدة المدى: فمن الممكن، من بين أمور أخرى، منع الخلايا الجذعية الجنينية من التمايز إلى الأنسجة المختلفة.
إن الاسم الرمزي لعلامة كيميائية ذات أهمية خاصة تتعلق بالتحكم في الجينوم البشري يذكرنا باسم الخدمة السرية البريطانية، ولكن على عكس الخدمة البريطانية، قد يتم الكشف عن مآثر m6A قريبًا. وفي دراسة جديدة نشرت في المجلة العلمية Cell، قام مجموعة من العلماء بقيادة الدكتور شراغا شوارتز من قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان للعلوم بتطوير طريقة للكشف عن توزيع m6A في الخلية وفك شفرة التسلسل الجيني الذي يحدد موقعه.
تم اكتشاف m6A منذ ما يقرب من 50 عامًا، ولكن حتى وقت قريب كانت الأدوات اللازمة لدراسته محدودة. تتحكم هذه العلامة فعليًا في نشاط جزيئات الحمض النووي الريبي المرسال - وهي جزيئات عابرة تنقل وصفة إنتاج البروتين من الحمض النووي إلى مصانع البروتين في الخلية. يشير الحرف "m" في اسمه إلى المركب الكيميائي المسمى "مجموعة الميثيل"، والذي يرتبط بالموضع رقم 6 لإحدى وحدات بناء الحمض النووي الريبي (RNA) - نيوكليوتيد الأدينوزين (A). سيؤدي هذا الارتباط في النهاية إلى انهيار جزيء الحمض النووي الريبي (RNA) ومنع إنتاج البروتين ذي الصلة. يتم تمييز أقل من 1% من النيوكليوتيدات من النوع A في الثدييات بهذه العلامة، لكن الدراسات أظهرت أن الأخطاء في الوسم يمكن أن يكون لها عواقب بعيدة المدى: يمكنها، من بين أمور أخرى، منع الخلايا الجذعية الجنينية من التمايز إلى الأنسجة المختلفة أو تؤدي إلى لسرطان الدم.
إن الطرق الحالية للكشف عن m6A، والتي اعتمدت على وسمه بالأجسام المضادة، أتاحت اكتشاف وجوده، ولكن ليس قياس كميته في مكان أو آخر. وفي الدراسة الجديدة، طور العلماء طريقة كمية لا تعتمد على الأجسام المضادة واستخدموا لهذا الغرض إنزيمًا يقطع جزيء الحمض النووي الريبي (RNA) أينما يظهر تسلسل نيوكليوتيدات ACA. في السابق، اكتشف العلماء أنه عندما يرتبط m6A بأول A في هذا التسلسل، لا يستطيع الإنزيم قطع الحمض النووي الريبي (RNA) عند تلك النقطة. بناءً على هذه المعلومات، قام العلماء بتعريض الحمض النووي الريبي (RNA) من خلايا الخميرة وخلايا الثدييات للإنزيم، وباستخدام خوارزميات خاصة أجروا تحليلًا تسلسليًا لأجزاء الحمض النووي الريبي (RNA) – الأجزاء التي تم قطعها بواسطة الإنزيم وتلك التي لم يتم قطعها.
بعد التحليل، تم الحصول على خريطة مفصلة لتوزيع m6A: ما هي النيوكليوتيدات التي ترتبط بها جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) وفي أي نسبة من الحالات. علاوة على ذلك، سمح التحليل للعلماء بمعرفة كيف "يختار" m6A مكان الارتباط بجزيء الحمض النووي الريبي (RNA). مواقع الربط نفسها، بما في ذلك تسلسل ACA، كانت معروفة سابقًا، ولكن نظرًا لوجود العديد من تسلسلات ACA التي لا ترتبط بها العلامة أكثر من التسلسلات التي ترتبط بها، لم يكن هذا كافيًا لتعريفها. وفي الدراسة الجديدة، فك العلماء رموز تسلسل جيني أطول يحدد مواقع الارتباط بشكل أكثر دقة.
ستتيح هذه النتائج دراسة دور m6A في الحالات المرضية من خلال تحديد توزيعه في العمليات الفسيولوجية المختلفة ومقارنة موقعه في الخلايا السليمة والمريضة. عندما يتم فهم وظيفة m6A بشكل أفضل، سيكون من الممكن البدء في تطوير طرق لإصلاحها في الحالات التي تسوء فيها الأمور.
قاد البحث ميغيل أنجيل جارسيا كامبوس والدكتور شاريت أديلهايت من مختبر الدكتور شوارتز. وشارك في الدراسة الدكتور مردخاي سفرا، ران شاحار، سيرجي فيوكوف، روني وينكلر، د. رونيت نير، ليئور لاسمان والبروفيسور يعقوب حنا من قسم الوراثة الجزيئية والدكتور ألكسندر برانديس من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة في المعهد. بالتعاون مع أورسولا توث والبروفيسور والتر روسمان من جامعة فيينا الطبية.
على الرغم من أن جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA)، المشابهة للحمض النووي (DNA)، تتكون على ما يبدو من أربع وحدات بناء فقط، فقد تم تحديد حوالي 200 وحدة بناء لهذه الجزيئات حتى الآن. السبب: العلامات الكيميائية التي تلتصق بالجزيئات وتغيرها.
