تحميل

لضمان الأداء السليم للكائن الحي، يحتوي التين الحي على أنظمة "مراقبة الحدود" - وهي أغشية تحيط بالخلية بأكملها وعضياتها المختلفة وتحميها من المواد الضارة.

الجمارك وشرطة الحدود هي الوسائل التي تسمح للدول بمراقبة تحركات الأشخاص والحيوانات والبضائع. وهذا الإشراف ضروري لنسيج الحياة والاقتصاد السليم للبلاد. وبالمثل، لضمان الأداء السليم للكائن الحي، تعمل أنظمة "التحكم الحدودي" في الخلايا الحية - وهي الأغشية التي تحيط بالخلية بأكملها وعضياتها المختلفة وتحميها من المواد الضارة. وهكذا، على سبيل المثال، نواة الخلية التي تحتوي على الشحنة الجينية للخلية محاطة بغشاء مزدوج يحميها ويحمي حمولتها. ينظم هذا الغشاء تدفق جزيئات معينة من جسم الخلية إلى النواة والعكس. وبهذه الطريقة، على سبيل المثال، يتم التحكم في تنشيط الجينات في النواة، مما يؤدي إلى تكوين البروتينات اللازمة للخلية في الوقت المناسب وبالكميات اللازمة. لهذا الغرض، هناك "معابر حدودية" في الغشاء النووي، والتي تسمح السيطرة عليها للخلية بمنع التنشيط غير الصحيح للحمض النووي، مما قد يؤدي إلى إنشاء بروتينات تالفة وغير ضرورية وحتى ضارة.

ويمكن للجزيئات التي لها "شهادة مرور" مناسبة أن تدخل إلى النواة لتقوم بأعمال "مشروعة" مختلفة فيها. "شهادة المرور" هذه هي في الواقع نوع من "رمز الموقع" - سلسلة من الأحماض الأمينية الموجودة في منطقة معينة من الجزيء. تتعرف "بروتينات النقل" الخاصة، والتي تسمى "المستوردات"، على هذا الرمز، وترتبط به، وتنقل هذه الجزيئات إلى نواة الخلية.

حتى الآن يبدو كل شيء منظمًا بشكل جيد. ومع ذلك، فقد أصبح من الواضح مؤخرًا أن بعض الجزيئات التي لا تحمل "شهادة المرور" المناسبة تتمكن مع ذلك من اجتياز "بوابة التفتيش" والدخول إلى النواة.

وفي مقال نشر مؤخرا في المجلة العلمية Molecular Cell، يصف علماء معهد وايزمان للعلوم الآلية المسؤولة عن اختراق بعض هذه الجزيئات إلى داخل النواة. هذه النتائج، نتيجة بحث البروفيسور روني زاجر، وطالبة البحث دانا خودرلاند وباحث ما بعد الدكتوراه الدكتور ألكسندر كونسون، من قسم المراقبة البيولوجية في معهد وايزمان للعلوم، قد تؤدي إلى تطوير أساليب جديدة العلاجات الطبية.
ركز العلماء على البروتينات التي تنقل الإشارات، والتي تسمى ERKs. تعمل هذه البروتينات بشكل رئيسي داخل النواة، حيث تشارك، من بين أمور أخرى، في التحكم في التعبير الجيني (الذي يؤدي إلى إنشاء بروتينات محددة)، وفي تكاثر الخلايا.

وفي تفريقهم. وباستخدام تقنيات بحث مختلفة، بما في ذلك أساليب المعلومات الحيوية، اكتشف العلماء أن هذه البروتينات تحمل مع ذلك "رمز موقع" فريدًا بتسلسل مختلف عن التسلسل المعروف. في الواقع، اتضح أن دخول

يتم التحكم في نواة هذه الجزيئات بشكل أكثر صرامة مقارنة بالعمليات التي تتحكم في حركة الجزيئات الأخرى. وبالتالي، فإن بروتينات ERK "تحتفظ" بـ "شهادة المرور" الخاصة بها عندما تكون هي نفسها مرتبطة ببروتينات أخرى في الفضاء داخل الخلايا، والتي تطلقها فقط عند تلقي إشارة من خارج الخلية (مثل عامل النمو أو الهرمون). عندما يتم استدعاء مثل هذا البروتين لرحلة يجب أن يعبر فيها الحدود النووية، يجب أن يحصل على "شهادة المرور" الخاصة به
ختم مجموعة الفوسفور (إضافة مجموعة الفوسفور إلى البروتين، أو تقليله، يؤدي إلى تغيير في بنيته أو شحنته الكهربائية، مما يغير نشاطه أو تفاعلاته مع البروتينات الأخرى، وبالتالي فهو بمثابة آلية تحكم مهمة على البروتين). موقع البروتين ونشاطه في الخلية). فقط بعد أن يحصل البروتين على "ختم المرور" يمكنه ربط نوع معين من بروتين النقل، مما يساعده على الاستقرار في النواة وأداء وظيفته.

وأزال العلماء -باستخدام تقنيات الهندسة الوراثية- رمز الدخول، وبالتالي منع إضافة مجموعات الفوسفور. ونتيجة لذلك، لم يتم نقل هذه البروتينات إلى النواة، مما أدى إلى تثبيط نمو الخلايا. ERK ليس البروتين الوحيد الذي يستخدم هذه الآلية. وباستخدام وسائل المعلومات الحيوية، وجد العلماء أن حوالي 40 بروتينًا يمكنها الدخول إلى نواة الخلية بمساعدة التسلسل الجديد (أي استجابة لوصول إشارة مناسبة خارج الخلية).

ويقول البروفيسور زاغر إن هذه النتائج قد تكون ذات أهمية كبيرة في تطوير طرق علاج جديدة: فالتنشيط غير الصحيح لبروتينات ERK، التي تلعب دورًا مهمًا في عمليات تكاثر الخلايا، هو عامل معروف في تطور الأورام السرطانية. إن تطوير دواء من شأنه أن يمنع تسلسل رمز الدخول بشكل انتقائي قد يتداخل مع نقل البروتين إلى النواة، ويمنع زراعة الخلية. سيؤدي مثل هذا التدخل الانتقائي إلى علاج أكثر فعالية للسرطان مع آثار جانبية أقل.

باختصار:

السؤال: كيف تعمل "المعابر الحدودية" التي تشرف على حركة البروتينات بين نواة الخلية وجسم الخلية؟

النتائج: تحمل بعض البروتينات "شهادات مرور" متطورة، تسمح لها بدخول النواة فقط بعد "ختمها" بمجموعة الفسفور، وهو ما يحدث بعد وصول إشارة مناسبة من خارج الخلية - مثل عامل النمو أو هرمون.