ترجمة حلم

30 عامًا من البحث وجائزة نوبل واحدة: حوار مع البروفيسور عادا يونات حول رحلة فك بنية الريبوسوم

عندما دخلنا إلى مكتب البروفيسور عادا يونات، الحائزة على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2009، كانت مشغولة بتعبئة أحد النماذج الأولى للريبوسوم المصنوعة في مختبرها، وهو نموذج مصنوع من الستايروفوم يتم بناؤه طبقة بعد طبقة، وهو ما صممته لإرسالها إلى متحف نوبل في ستوكهولم بالسويد. يحتوي حمام التعشيش من خلال النموذج على سلسلة حمراء وسلسلة زرقاء، تمثل mRNA وسلسلة البروتين المشكلة حديثًا، على التوالي.

سيتم عرض النموذج في المتحف إلى جانب معروضات مثل تلسكوب غاليليو، والآلة الكاتبة التي ابتكرها يتسحاق باشيفيس-سينغر وغيرها. ولكن يبدو أن يوناث تأثرت أكثر بإرسال رسائل شكر للأطفال الذين نالت منهم البركات؛ وخاصة من رسالة كتبتها لأطفال الصف الثالث في كريات طبعون، الذين أرسلوا لها ملف تهنئة مصور في اليوم التالي لإعلان فوزها.

الجدار على يمينها مرصوف بالعديد من الشهادات التي حصلت عليها على إنجازاتها على مر السنين، مثل جائزة وولف، جائزة إسرائيل وأيضا شهادة حصلت عليها من حفيدتها: "جدة العام هي عادا يونات". لكن الطريق الذي أدى إلى الاعتراف بإنجازاتها وحصولها على الجوائز المختلفة لم يكن سهلا.

يوضح الرسم البياني الريبوسوم، الذي يتكون من الوحدة الفرعية الصغيرة والوحدة الفرعية الكبيرة عند ترجمة المعلومات الوراثية من جزيء الحمض النووي الريبي المرسال (mRNA) لبناء البروتين.
لدراسة عمليات الحياة

كان يونات عالما بالصدفة تقريبا. وعلى الرغم من إعجابها بماري كوري عندما كانت طفلة، والحائزة أيضًا على جائزة نوبل في الكيمياء، إلا أنها لم تعتقد أنها ستنخرط في الكيمياء بشكل خاص والعلوم بشكل عام. تتذكر يونات أن دروس الكيمياء في المدرسة الثانوية، التي استمتعت بها كثيرًا، كانت تتم بطريقة أقل بريقًا بعض الشيء: "لقد وصفني مدرس الكيمياء برأس الملفوف. "في الواقع، كان الفصل بأكمله هو رئيس الملفوف، وهي أكبر لجنة"، تتذكر بابتسامة، "لقد أحبني حقًا، وأحبني بشكل خاص لأنه كان يقول إنني ثرثارة وكان يأخذني خارجًا. لذلك أود أن أغسل الأطباق في المختبر. كان يدخل الفصل ويقول: اليوم سنتعلم عن الأملاح يا أدا - إلى المختبر." ويضيف يونات ويقول: "لم أكن أعلم أن هناك مهنة تسمى عالما. اعتقدت أنك تدرس العلوم في الجامعة ولكن بعد ذلك تذهب للعمل في جميع أنواع المختبرات والمستشفيات والمصانع... كنت أعلم أيضًا أنه يتعين عليك الدراسة لتصبح مدرسًا في المدرسة الثانوية. أثناء وجودي في الجيش، درست في المساء للحصول على مهنة، وكنت بالفعل مدرسًا في مدرسة عامة - كنت أعرف أنني إذا أردت أن أصبح مدرسًا في مدرسة ثانوية، فأنا بحاجة إلى شهادة أخرى. لكنني لم أكن أعلم أن هناك أشخاصًا يأتون للعمل، ويفعلون ما يهمهم من أجل المتعة، ويتقاضون أيضًا أجرًا مقابل ذلك".

في البداية، أرادت يونات الذهاب للعمل في الكيبوتس بدافع الشعور بالصهيونية، لكن كان عليها المساعدة في إعالة الأسرة. توفي والد يونات عندما كانت طفلة وكانت والدتها وأختها الصغيرة بحاجة إلى مساعدتها. قررت يونات أن تتجه في اتجاه مختلف: "خسرت والدتي كل رأس مال الأسرة بعد أن حصلت على رسوم مفتاح الشقة في القدس، وكانت تنوي استخدام المال لدفع ثمن الشقة في تل أبيب. وفي الطريق، بين اللحظة التي استقلت فيها الحافلة في القدس ولحظة نزولها في تل أبيب، حدث التخفيض الكبير في قيمة العملة عام 1952 وتقلصت قيمة المال بمقدار الثلث". نظرًا لأنها حصلت على العديد من المنح الدراسية وعملت في نفس الوقت في وظائف صغيرة في أوقات فراغها، فقد كانت دراستها في الجامعة هي التي أتاحت لها إعالة أسرتها.

أثناء دراستها في الجامعة العبرية، كانت يونات تتنقل بين حبها للكيمياء وحبها للفيزياء، وكان قرار دراسة الكيمياء في دراستها الجامعية محض صدفة. كجزء من درجة الماجستير، جذبتها الكيمياء الحيوية، مع التخصص في الفيزياء الحيوية: "كنت أرغب حقًا في الكيمياء الحيوية، أكثر بكثير من الكيمياء الأخرى - العضوية وغير العضوية. لقد كنت مهتمًا أكثر بفهم عمليات الحياة." لكن حتى في هذه المرحلة لم تكن ترى نفسها بعد كعالمة: "لقد أحببت ذلك كثيرًا، ولكن حتى عندما كنت أدرس درجة الماجستير، لم أفكر في نفسي كعالمة أو العلم كمهنة. حتى ذلك الحين، كنت أعرف [العلماء] كمعلمين... وعندما وصلت إلى هنا، إلى معهد وايزمان، قلت حسنًا، سنحصل على الدكتوراه، وهكذا استمر الأمر". في أطروحتها للدكتوراه، درست يونات بروتين الكولاجين - المكون الرئيسي للألياف البيضاء في الأنسجة الضامة والأربطة والأوتار والجلد والعظام والغضاريف.

بعد حصولها على الدكتوراه، ذهبت يونات إلى دراسات ما بعد الدكتوراه في الخارج. وعندما عادت إلى معهد وايزمان في عام 1970، أنشأت في كلية الكيمياء أول مختبر في إسرائيل لدراسة البروتينات باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية. وعندما كان تعيين يونات كعالمة شابة في معهد وايزمان على وشك الانتهاء، كان تمديد التعيين واستمرار عملها البحثي موضع شك. في ذلك الوقت، بعد وقت قصير من حرب يوم الغفران، عرض يونات على رجال رافائيل طريقة حسابية كان من المفترض أن تساعد في تحسين دقة الصواريخ. تواصل رافائيل مع معهد وايزمان ليعرض على يونيت وظيفة دائمة. ويقول يونات إن هذا الاستئناف ربما كان له وزن كبير في تمديد تعيينها لمدة عامين آخرين. في هذه المعركة، خسر علم الصواريخ أمام أبحاث الريبوسوم.

من أجل فك بنية المادة بمساعدة علم البلورات بالأشعة السينية، يجب على المرء أولاً أن ينتج منها بلورات نظيفة قدر الإمكان. يتم تشعيع البلورات بالأشعة السينية، وتتشتت الأشعة التي تمر عبر البلورة في ظاهرة تسمى الحيود. يسمح نمط التشتت الناتج والمعلومات المتعلقة باتجاهات التشتت بفك رموز ترتيب الذرات في البلورة. كلما كانت البلورة أكثر كمالا، كان من الممكن إنشاء خريطة أفضل لهيكلها، ولكن الحصول على مثل هذه البلورة ليس بالأمر السهل. يسمح نمط التشتت الناتج والمعلومات المتعلقة باتجاهات التشتت بفك رموز ترتيب الذرات في البلورة. كلما كانت البلورة مثالية، كلما أمكن رسم خريطة لبنيتها بدقة (درجة انفصال) أفضل، لكن الحصول على مثل هذه البلورة ليس بالأمر السهل، خاصة عندما تكون مكونًا معقدًا للغاية مثل الريبوسوم. وفي الواقع، كان التقييم المقبول في ذلك الوقت هو أن ذلك غير ممكن.

رحلة البحث عن الريبوسوم

حتى عندما كان طالبًا، شعر يونات أنه من أجل فهم العمليات التي تحدث في الخلية الحية، يجب فهم البنية المكانية للمكونات المشاركة. "تعتمد عمليات الحياة بشكل كبير على المساحة التي توجد فيها. الترتيب في الفضاء هو الذي يحدد ما إذا كانت العملية ستتم أم لا، وكيف." عندما وصلت إلى معهد وايزمان، سعت يونات إلى فهم إحدى أهم العمليات بهذه الطريقة - ترجمة الحمض النووي الريبي (RNA) وتكوين البروتين. "إن عملية الترجمة، التي تتكون من لغتين - واحد من أربعة أحرف، وواحد من 20 حرفًا - لديها اختيار سريع لمن يجب أن يدخل ومن لا ينبغي له، وكذلك معلومات حول طي البروتين - هذه عملية مركزية أن كل قطرة من المعلومات التي نضعها فيها ستكون مهمة عمليًا."

عندما بدأت يونات دراستها، كان من المعروف أن الريبوسومات تعمل كمصانع لإنتاج البروتين في الخلية، وأنها تتواجد بعدد هائل من النسخ في كل خلية، في جميع الكائنات الحية من البكتيريا إلى أشجار البلوط. وهم مسؤولون عن ترجمة المعلومات الوراثية المخزنة في الأحماض النووية وتجميع سلسلة البروتين بناءً على هذه المعلومات بمعدل سريع يبلغ حوالي 20 حمضًا أمينيًا في الثانية. تتكون الريبوسومات من الأحماض النووية (rRNA) والعديد من البروتينات المنظمة في وحدتين فرعيتين.

الوحدة الفرعية الكبيرة، التي تسمى 50S في البكتيريا، يبلغ حجمها حوالي ضعف حجم الوحدة الفرعية الصغيرة، التي تسمى 30S. أثناء ترجمة الشفرة الوراثية إلى بروتين، تتجمع الوحدتان الفرعيتان معًا، مثل أصداف البطلينوس، حول الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA) لتلقي الريبوسوم الكامل (70S). ولكن على الرغم من أن دراسة مستفيضة للريبوسوم كشفت عن العديد من النتائج حول طبيعته وعمله، فمن دون فك رموز بنيته المكانية كان من المستحيل اكتشاف معلومات مفصلة حول وظيفته.

ومع ذلك، فإن فكرة فك مثل هذه البنية المعقدة للريبوسوم بدت بعيدة المنال في هذه المرحلة حتى بالنسبة للحمام، حيث كان يعتبر من المستحيل تصنيع الريبوسومات بسبب حجمها الكبير للغاية، والمكونة من العديد من البروتينات والحمض النووي الريبوزي (RNA) ويفتقر إليها. التماثل الهيكلي. انضم يونات إلى البروفيسور ميشيل ريفيل وطالب الدكتوراه يورام غرونر، اللذين كانا يعملان مع البروفيسور بول سيغلر من شيكاغو الذي كان آنذاك في إسرائيل. لقد حاولوا معًا فك بنية بروتينات أصغر بكثير، وهي عوامل البدء (المصانع) التي تشارك في عملية تكوين البروتين.

وتقدم العمل وتمكن يونات من الحصول على بعض البلورات الصغيرة - البلورات الدقيقة - لبعض البروتينات. وتقول: "ولكن بعد ذلك، انتقل ميشيل ريبيل إلى أبحاث الإنترفيرون وأغلق مختبر البكتيريا الخاص به. ذهب يورام إلى مرحلة ما بعد الدكتوراه وعاد البروفيسور بول سيجلر، الذي كان الضيف، إلى شيكاغو. تُركت يونات بدون مصدر للبروتينات لمواصلة بحثها. في تلك الأيام، كان هناك فصل بين مختبرات علم البلورات ومختبرات "الرطبة"، حيث يتم زراعة البكتيريا وإنتاج البروتينات، وكانت يونات تعتمد على مثل هذا المختبر لتزويدها بالمواد الخام. لقد تبعت سيجلر إلى شيكاغو وبدأت العمل هناك.

أثناء تواجدها مع سيغلر، سافرت يونات إلى مؤتمر في كندا، حيث التقت مع هانز غونتر ويتمان، رئيس معهد ماكس بلانك لعلم الوراثة الجزيئية في برلين. لقد استغرق الأمر ثلاثة أيام حتى تستجمع شجاعتها للتقرب منه، ولكن بمجرد أن فعلت ذلك، تلقت على الفور عرضًا منه للحضور والعمل معه. جاءت يونات لزيارة مختبر ويتمان وتم الاتفاق على التعاون الذي ستعمل فيه هي وطلابها لمدة أربعة أشهر سنويًا في ألمانيا وفي المقابل سيحصلون على ثلث البروتينات التي سينتجها المختبر. لكن الخطة لم تؤت ثمارها بسبب حادث سقطت فيه يوناث من دراجتها وأصيبت بارتجاج في المخ. ونتيجة لذلك، كان لديها الكثير من الوقت للقراءة، أو على حد تعبيرها: "قرأت عن الدببة وهنا بدأ كل شيء".

وعندما عادت يونات إلى ويتمان في نهاية عام 1979، أخبرته بما قرأته: أن ريبوسومات الدببة القطبية معبأة بطريقة منظمة، أي أنها تتبلور، عندما تدخل في سبات خلال فصل الشتاء، وبالتالي فمن الممكن على ما يبدو، لتصنيع الريبوسومات في المختبر أيضًا. نظرًا لوجود العديد من الريبوسومات في معهد ماكس بلانك حيث عملت، بدأت يونات العمل على تركيبها، وفي وقت مبكر من عام 1980، نشرت مع ويتمان وزملائها الآخرين أنها نجحت في الحصول على بلورات الوحدة الفرعية الكبيرة (50S). من البكتيريا المحبة للحرارة ("المحبة للحرارة") - وهي بكتيريا تعيش في درجات حرارة عالية

وكانت هذه البلورات بمثابة خطوة أولى ضرورية في الرحلة التي استغرقت حوالي 20 عامًا لفك بنية الريبوسوم. لكن قلة من الناس اعتقدوا أن يوناث قادر على القيام بهذه الرحلة: "في المعهد سمحوا لي بطريقة ما بالتنفس. كانت مراكز ماكس بلانك مهتمة جدًا جدًا وقررت أن النفقات التي أتحملها كانت أقل من أن أجادل فيها. لكن في العالم سأعتبر الحالم، الوهمي، الوهمي، المفكر التمني، الذي لا يعرف كيفية تفسير النتائج، الذي لا يفهم ما يفعله، والذي وصل بالفعل إلى حالة قريبة من النهاية ولم يصل إلى النهاية". لكن على الرغم من الانتقادات، كانت لدى يونات قوة عقلية سمحت لها بالاستمرار، لأنها حتى لو لم تكن تعتقد دائمًا أنها ستصل إلى فك رموز بنية الريبوسوم، "كنت أعرف إلى أين أذهب". كنت أعلم أن الهدف النهائي كان مرتفعًا للغاية، وأنه حتى لو وصلت إلى نصف الارتفاع، فسيظل ذلك مهمًا من الناحية العلمية".

بالطبع لم يعمل يونات بمفرده طوال هذه السنوات. كان هناك طلاب - طلاب جامعيون وطلاب دكتوراه - متحمسون بدرجة كافية لإمكانية فك رموز مثل هذا الهيكل المهم ليأتوا ويعملوا في المختبر حتى عندما لم يكن من الواضح على الإطلاق ما إذا كان البحث سينتهي بنتائج مهمة. على سبيل المثال، عملت الدكتورة عنات بيشن مع يونات كطالبة دكتوراه في معهد وايزمان، ولكن بما أن المختبر لم يتمكن خلال السنوات التي عملت فيها من فك رموز البنية، فإنها لم تحصل على درجة الدكتوراه تقريبًا. كان على يونات أن توضح أن عملها في مجال تحليل البيانات كان بالغ الأهمية للبحث، حتى لو لم تكن هناك حتى الآن صورة جميلة للريبوسوم لتزيين أطروحتها. تعمل باشان اليوم مع يونات كعالمة أولى في مختبرها.

هيكل الريبوسوم. يمكنك أن ترى في الشكل الوحدة الفرعية الصغيرة (30S) والوحدة الفرعية الكبيرة (50S)، وثلاثة جزيئات tRNA موجودة في المواقع A وP وE.

البكتيريا والبلورات وبنية الريبوسوم

كانت إحدى المشاكل الرئيسية هي حقيقة أنه من أجل استخراج المعلومات من البلورات، كان يجب أن تكون مستقرة بما يكفي لتحمل الأشعة السينية القوية دون أن تتفكك. اختارت يونات العمل مع البكتيريا التي تعيش في ظروف قاسية لأنها افترضت أن ريبوسوماتها، التي تطورت لتحمل الظروف القاسية، أكثر استقرارًا من تلك الموجودة في البكتيريا التي تعيش في ظروف طبيعية. إحدى البكتيريا التي اختارتها هي البكتيريا القديمة ("البكتيريا القديمة") من البحر الميت، هالواركولا مارسمورتوي. هذه العتائق هي محبة للملح بشدة ("محبّة للملح")، مما يعني أنها يجب أن تنمو في تركيزات عالية جدًا من الأملاح، ونتيجة لذلك تكون الريبوسومات الخاصة بها مستقرة جدًا. في الواقع، على الرغم من أن ريبوسومات العتائق تفككت بسرعة أيضًا عند تعرضها للإشعاع، إلا أنها ظلت على قيد الحياة لفترة كافية لإنتاج معلومات أولية حول بنيتها. استخدمت يونات في عملها، بالإضافة إلى العتائق، أيضًا الريبوسومات المنتجة من Thermus thermophilus، وهي بكتيريا ("بكتيريا حقيقية") وهي شديدة الحرارة، وكذلك Deinococcus radiodurans وهي بكتيريا مقاومة للإشعاع والحرارة والجفاف. ومع ذلك فهو يحاكي البكتيريا المسببة للأمراض (انظر: سبارو بار-نير، "في الإشعاع والبكتيريا"، "جاليليو" 110).

تغلبت يونات على التفكك السريع لبلورات الريبوسوم بسبب تشعيعها بالأشعة السينية عن طريق تبريد البلورات بسرعة إلى حوالي 180 درجة تحت الصفر، وهي طريقة طورتها بمساعدة هاكون هوب (الأمل) من جامعة كاليفورنيا في ديفيس. بفضل هذه الطريقة، التصوير البلوري بالتبريد، تمكنت الريبوسومات المنتجة من البكتيريا المقاومة للظروف الخارجية من النجاة من التعرض للإشعاع. جعل تثبيت البلورات من الممكن تحليلها باستخدام تقنية جديدة لإشعاع السنكروترون، والأشعة السينية المركزة وعالية الكثافة، والفرق بينها وبين الأشعة السينية "العادية" يشبه الفرق بين الليزر والضوء من مصباح يدوي عادي . درس يونات البلورات في منشآت السنكروترون حول العالم، مثل منشأة الإشعاع السنكروتروني الأوروبية (ESRF) في غرونوبل، للحصول على بيانات عالية الدقة بشكل متزايد حول بنية الريبوسوم.

في عام 1995، قدم يونات ابتكارًا مهمًا آخر في أبحاث الريبوسوم. لقد طورت طريقة لوضع علامات على البلورات للحصول على نقاط مرجعية تسهل فك رموز نمط التشتت كبنية ثلاثية الأبعاد. على الرغم من أن وضع العلامات بالذرات الثقيلة ليس جديدًا في مجال علم البلورات، فقد استخدم يونات مجموعات من ذرات المعادن الثقيلة لإنشاء علامات بارزة بشكل خاص. ويعد هذا التصنيف طفرة حقيقية، جعلت المعلومات الموجودة حول الريبوسوم قابلة للقراءة، وبالتالي فتحت الباب لدراسة وظيفة الريبوسومات.

في هذه المراحل، عندما كان من الواضح أن العمل يتقدم نحو فك رموز الهيكل، انضم الزملاء الذين كانوا حتى وقت ليس ببعيد يعتبرون يونا حالمة ولم يصدقوا أنها ستنجح، إلى السباق والمنافسة لفك رموز الهيكل من الريبوسوم أصبح صعبا. أمام مختبر يونات الصغير نسبيًا كان هناك مختبران أكبر حجمًا وأكثر تجهيزًا للباحثين الأمريكيين: ستيتز (ستيتز) من جامعة ييل وراماكريشنان (راماكريشنان) الذي كان يعمل في ذلك الوقت في كامبريدج، إنجلترا. الباحثون، الذين تقاسموا جائزة نوبل مع يونات هذا العام، "قفزوا على العربة" وحاولوا التقدم على يونات في نشر بنية الريبوسوم، مع استخدام الأساليب التي طورتها. حتى أنهم استخدموا البكتيريا التي تعيش في الظروف القاسية التي اختارتها. بدأ ستيتز بدراسة الوحدة الفرعية الكبيرة لـ H. marismortui، وعتائق البحر الميت، وراماكريشنان، الوحدة الفرعية الصغيرة لـ T. thermophilus.

في عام 1999، نشرت المختبرات الثلاثة أبحاثها حول بنية الريبوسوم، حيث نشر مختبر يوناث بنية الوحدة الفرعية الصغيرة بدقة منخفضة نسبيًا، ولكنها أفضل من المنافسين. وبعد مرور عام، تم نشر ثلاثة هياكل عالية الدقة في غضون خمسة أسابيع، مما يسمح ببناء نموذج ثلاثي الأبعاد لمواقع النيوكليوتيدات والأحماض الأمينية في الريبوسوم: نشر ستيتز في مجلة Science في 15 أغسطس، وYonet in Cell في سبتمبر. 1، وراماكريشنان في الطبيعة يوم 21 من نفس الشهر.

كل هذا العمل، والعمل الذي نشرته المجموعات بعد ذلك، أضاف الكثير من المعلومات حول وظيفة الريبوسوم. فقد اتضح، على سبيل المثال، أنه لا توجد بروتينات بالقرب من الموقع النشط في الريبوسوم - أي أن الـ rRNA هو الذي يقوم بمعظم نشاط الريبوسوم. في الوحدة الفرعية الكبيرة من الريبوسوم، تتحد الأحماض الأمينية معًا لبناء البروتين. وتضم هذه الوحدة أيضًا نفقًا، حدده يونات لأول مرة، يحمي سلسلة البروتين المنشأ حديثًا ويمكّن من خروجها من الريبوسوم. كما تعمل الوحدة الفرعية الكبيرة أيضًا كموقع ربط للبروتينات التي تشارك في عمليات معالجة البروتين الناتج. الوحدة الفرعية الصغيرة مسؤولة عن بدء وإنهاء عملية إنتاج البروتين وفك الشفرة الوراثية ومنع الأخطاء.

يوجد في الريبوسوم ثلاثة مواقع ربط للحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA) مميزة بالأحرف A وP وE وموجودة في كلا الوحدتين الفرعيتين. يحدث بدء عملية الترجمة عندما ترتبط الوحدة الفرعية الصغيرة بجزيء mRNA عند كودون البداية. يرتبط أيضًا جزيء tRNA الأول (مع حمضه الأميني) بهذا الكودون، وبعد ذلك ترتبط الوحدة الفرعية الكبيرة أيضًا بالحصول على ريبوسوم كامل يرتبط بموقع P الذي يرتبط به الحمض الريبي النووي النقال الأول. تتم عملية التمهيد بوساطة عوامل التمهيد. بعد التهيئة تبدأ مرحلة الاستطالة حيث يتم بناء السلسلة البروتينية (يمكنكم مشاهدة مثال جيد لهذه العملية في رابط الفيديو في نهاية المقال).

في هذه المرحلة، يدخل الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA) الذي يحمل حمضًا أمينيًا إلى الموقع A. يقوم الرنا الريباسي (rRNA) للوحدة الفرعية الصغيرة "بالتحقق" مما إذا كان هذا هو الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) الصحيح. إذا كان الأمر كذلك، فتحدث حركة في الرنا الريباسي للوحدة الفرعية الصغيرة مما يؤدي إلى تغيير في ترتيبها المكاني (التشكل). وفي الوقت نفسه، يدور جزء الحمض الأميني tRNA الذي يحمل الحمض الأميني في الاتجاه الذي يوجد فيه الرابط بين الحمض الأميني المرتبط بالـ tRNA عند الموقع A وسلسلة البروتين الناشئة، والتي تكون في هذه الأثناء عند الموقع P للوحدة الفرعية الكبيرة ، يمكن تشكيلها. في هذه العملية، يتحرك الحمض النووي الريبوزي الناقل الذي كان في الموقع A في حركة تتكون من إزاحة ودوران مستقيمين إلى الموقع P، بينما لا يزال مرتبطًا بالحمض الأميني ومن خلاله الآن إلى سلسلة البروتين بأكملها. ينفصل الحمض النووي الريبوزي الناقل الذي كان موجودًا سابقًا في الموقع P عن حمضه الأميني، وينتقل إلى الموقع E ويتم تحريره من الريبوسوم.

يتحرك الريبوسوم مسافة كودون واحد على طول mRNA المترجم، بحيث يكون للموقع A مرة أخرى كودون ينتظر الحمض الريبي النووي النقال المناسب. تتوسط عملية الاستطالة بروتينات تسمى عوامل الاستطالة، وتستمر حتى تظهر إحدى أكواد الإنهاء في الموقع أ. في هذه الحالة، بدلاً من الحمض الريبي النووي النقال، ترتبط عوامل الإنهاء بالموقع أ، مما يطلق سلسلة البروتين من الحمض الريبي النووي النقال في الموقع P. يترك البروتين الجديد الريبوسوم الذي يعود وينقسم إلى وحدتين فرعيتين ويكون جاهزًا لبدء عملية الترجمة مرة أخرى.

طور يونات طريقة لوضع علامات على البلورات من شأنها أن تجعل من السهل فك رموز نمط التشتت كبنية ثلاثية الأبعاد، واستخدم مجموعات ذرية من المعادن الثقيلة لإنشاء علامات بارزة بشكل خاص.
أتطلع قدما

وفي البحث عن الريبوسوم نفسه، فتح فك رموز بنيته احتمالات لم يتم استغلالها بالكامل بعد، مثل تطوير أنواع أكثر فعالية من المضادات الحيوية والتي تكون أقل احتمالا لإنشاء بكتيريا مقاومة - وهي واحدة من أصعب المشاكل التي تواجه الطب الحديث.

كما أن بنية الريبوسوم الاسمي (للحيوانات)، والتي تختلف إلى حد ما عن البنية البكتيرية، لم يتم فك رموزها بعد. وحتى قبل التوليف، فإن أي محاولة للحصول على ريبوسومات حيوانية نظيفة تواجه صعوبات، لأن هناك جزيئات وبروتينات مختلفة تلتصق بها، حتى لو استخدم الباحثون خلايا معزولة في مزارع الأنسجة، وهي أنظف من الخلايا المشتقة من الأنسجة الحية. وفوق ذلك فإن الريبوسومات الحيوانية أقل استقرارا حتى من الريبوسومات البكتيرية، كما أن تركيبها أصعب، أو كما يقول يونات: "لا يوجد حيوان واحد يعيش في البحر الميت".

ويتوقع يونات أن يمتد التوصيف بمساعدة البنية المكانية إلى عمليات أخرى إلى جانب الترجمة. ولا تزال العديد من العمليات المتعلقة بعلم الوراثة وعلم الوراثة اللاجينية تنتظر هذا النوع من فك التشفير. على سبيل المثال، عملية المثيلة، حيث يتم ربط مجموعة الميثيل - وهي مجموعة كيميائية صغيرة - بالحمض النووي. تؤثر هذه العملية على قدرة الجين على النسخ والترجمة، لذلك لها أهمية كبيرة في التحكم في نشاط الخلايا.

في الماضي أو الحاضر أو ​​المستقبل، أي نشاط علمي هو دائمًا جهد جماعي، وتحرص يونات على شكر كل من عمل معها أو عمل معها في الماضي. وتقول إن الجميع يشاركون في النجاح - بدءًا من زملائها الباحثين وحتى طلاب المرحلة الجامعية. "في الصور [التي نشرتها وسائل الإعلام بعد الفوز] أضع كل الأشخاص الذين يتبرعون. لنفترض أن الدكتورة تمار [أورباخ-نيفو] كانت معنا حتى عام أو عام ونصف. ما زلنا ننشر معها العمل الذي قامت به من قبل وما زلنا على اتصال بها. رسميًا هي ليست في المجموعة، لكنني ممتن لها. الدكتور راز زاريفيتش، وهو الآن عضو هيئة التدريس في جامعة بن غوريون، وتركنا قبل أربع سنوات: لكنه أخرجنا من الوحل، وبدأ المشروع بمفرده. إذن لن أضعه في الصورة؟ لماذا، لأنه ذهب بعد ذلك إلى كندا وهو الآن في بئر السبع؟ إنه طفلنا!"

نعوم ليفيتان طالب دكتوراه في علوم الحياة. حصل على درجة البكالوريوس في علوم الحياة من الجامعة المفتوحة ودرجة الماجستير في علوم الحياة من قسم علوم النبات في معهد وايزمان للعلوم.

يونات أشهار حاصلة على شهادة جامعية في علوم الحياة من قسم علوم النبات في معهد وايزمان ودرجة البكالوريوس في علوم الحياة من جامعة بن غوريون.

إيتامار هرئيل هو طالب دكتوراه في علوم الحياة في معهد وايزمان للعلوم، يبحث في تطوير وتجديد عضلات الوجه في مختبر الدكتور إلداد تزهور.

تم نشر المقال في مجلة جاليليو عدد فبراير 2010