به گزارش سیناپرس، دانشمندان موسسه تحقیقاتی آسیب شناسی مولکولی (IMP) واقع در وین اتریش، یک روش غربالگری پروتئین های سلولی را بر اساس سیستم CRISPR-Cas9 توسعه داده اند که می توان به کمک آن، مولکول های تنظیم کننده ژن های مختلف از جمله ژن های مرتبط با سرطان را مشخص کرد.
آن ها با استفاده از این رویکرد کشف کرده اند که سلول ها چگونه ماشین های تمیز کننده خود به نام «پروتئازوم» ها را برای حفظ تعادل پروتئینی درون سلول و خلاص شدن از شر پروتئین های هسته ای ناخواسته مورد استفاده قرار می دهند.
اهداف اولیه این دانشمندان از تحقیقات خود، جستجوی کلیدهای سلولی بوده که می توانند ژن های مرتبط با سرطان را خاموش کنند. در این زمینه، یکی از اهداف آن ها، ژنی موسوم به MYC و پروتئین مرتبط با آن بوده است که در سلول های تومور، به شکلی بیش از حد بیان شده و زمینه ساز تقسیم های سلولی سرطانی می گردد.
در سلول های سالم، MYC یکی از پروتئین هایی است که نقشی کوتاه مدت ایفا می کند و به محض اتمام کار، باید از بین برود. به گزارش سیناپرس، چراکه در صورت باقی ماندن در هسته سلول، ممکن است باعث تکثیر سلولی ناخواسته شود. وظیفه از بین بردن این پروتئین، برعهده پروتئازوم است.
پروتئازوم، شامل مجموعه ای از پروتئین ها است که به عنوان ماشین پاکسازی سلولی عمل می کنند. هنگامی که یک پروتئین، دیگر مورد استفاده سلول قرار نگیرد، پروتئازوم آن را به قطعات پپتیدی کوچک تر تقسیم می کند و عملا آن را از بین می برد.
عملکرد سالم اندام ها، بافت ها و سلول های ما متکی به تولید سریع و گردش ده ها هزار پروتئین است. هر پروتئین نیز به نوعی توسط برخی دیگر از مولکول ها که تنظیم کننده نام داشته و به مانند پدال های گاز و ترمز عمل می کنند، کنترل می شود.
به گفته مجریان این تحقیق، هدف ما از مطالعه فوق، مشخص کردن پدال گاز و ترمز ژن های مرتبط با سرطان مانند MYC بود و در این راه، ما مولکول تنظیم کننده ای را پیدا کردیم که اصلا انتظارش را نداشتیم. به گزارش سیناپرس، این محققان موفق به ابداع یک روش غربالگری CRISPR-Cas9 شده اند که اجازه می دهد برخی ژن ها را به صورت کنترل شده از بین برد.
به گفته آن ها، اگر یک ژن حذف شده منجر به کاهش حضور MYC در سلول ها شود، می تواند به عنوان یک هدف دارویی بالقوه برای درمان سرطان در نظر گرفته شود.
آن ها می افزایند: دانستن این نکته بسیار حائز اهمیت است که حذف ژن های ضروری، منجر به مرگ بسیار سریع سلولی می شود. ولی روش غربالگری ما، این امکان را می دهد که ناک اوت ژن مورد نظر را در لحظه انتخاب کنیم تا بتوانیم پیامدهای فوری این ناک اوت را قبل از شروع مرگ سلول ها مطالعه نمائیم.
آن ها با استفاده از همین روش ابتکاری، موفق به کشف یک پروتئین کوچک به نام AKIRIN2 شدند که به نظر می رسد برای خاموش کردن ژن MYC ضروری است.
این دانشمندان دریافتند که مولکول AKIRIN2 به طور مداوم با پروتئازوم مرتبط است و نه تنها برای تنظیم MYC، بلکه برای بسیاری از پروتئین های کوتاه مدت دیگر نیز مورد نیاز است.
آن ها می گویند:ما با تجزیه و تحلیل های بیوشیمیایی خود، ساختار AKIRIN2 را مشخص کردیم و ثابت کردیم که این مولکول اصطلاحا دیمر که شبیه دو انگشت است، به پروتئازوم متصل می شود و آن را از سیتوپلاسم به هسته منتقل می کند. آن گاه این سیستم پاک سازی کننده شروع به تمیز کردن هسته از پروتئین های کوتاه مدتی نظیر MYC می نماید.
به گزارش سیناپرس، این مطالعه پیشگامانه که نتایج آن در مجله Nature منتشر شده اند، توسعه یک روش جدید برای مطالعه مسیرهای اصلی تنظیم کننده سلول را در کنار کشف یک تنظیم کننده اساسی پروتئین های هسته ای را به جامعه علمی هدیه داده است.
نویسنده: محمدرضا دلفیه