تصویربرداری از آنزیم موثر در رشد سلولهای سرطانی
این آنزیم که تلومراز (telomerase) نام دارد، نقش بسیار مهمی را در روند پیری انسان و بیماریهایی مانند انواع سرطان ایفا می‌کند، اما تا همین اواخر بسیاری از جنبه‌های ساختار آن شناخته شده نبود.
در این مطالعه، دانشمندان تصاویری از این آنزیم را با کیفیت بسیار بالاتر از قبل تولید کرده و به این ترتیب توانسته‌اند تا با شناخت بهتر آن، روشهای جدیدی برای درمان سرطان و پیشگیری از پیری زودرس بیابند.
بسیاری از جزئیات تلومراز که تا پیش از این برای دانشمندان تنها در حد فرضیه بود، حال به روشنی در دسترس آنها است و توانسته‌اند تا تعامل اجزای مختلف آن را بررسی کنند.
کار اصلی تلومراز نگه‌داشتن DNA در تلومرها – که در انتهای کروموزومها قرار دارند – است. اگر تلومراز غیرفعال باشد، هر بار با تقسیم شدن سلولها، تلومرها کوتاهتر می‌شوند. این اتفاق بارها تکرار می‌شود تا جایی که تلومرها در نهایت آنقدر کوتاه می‌شوند که سلولها از تقسیم شدن باز می‌مانند و یا می‌میرند.
از سوی دیگر، سلولهایی که فعالیت تلومراز در آنها غیرطبیعی است، می‌توانند به طور مداوم کلاهک کروموزومی محافظ خود را بازسازی کنند و به این ترتیب فناناپذیر شوند. فناناپذیر شدن سلولها ممکن است در نگاه اول امیدوارکننده به نظر برسد اما در واقع مضر است، زیرا خطاهای DNA در طول زمان روی هم انباشته شده و به سلولها آسیب وارد می‌کند.
تلومراز در سلولهای سرطانی نیز فعال است که می‌تواند سبب فناناپذیر شدن آنها شده و در نتیجه سبب رشد سلولهای سرطانی و گسترش آنها شود. دانشمندان بر این باورند که کنترل طول تلومراز در سلولهای سرطانی می‌تواند برای جلوگیری از تکثیر آنها موثر باشد.
از یک دهه پیش که تحقیقات بر روی تلومراز شروع شد، هدف دانشمندان نحوه عملکرد تلومراز بود و مبارزه با سرطان و پیشگیری از پیری حتی به ذهن آنان خطور نکرده بود.
هنگامی که دانشمندان تلومراز و تلومرها را کشف کردند تنها چیزی که از کروموزومها می‌دانستند این بود که در سلولها فعالیتهای خاصی را انجام می‌د‌هند.
پژوهشهای بعد از آن، نشان دادند که تلومراز مسئول این فعالیتها است اما ارتباط تلومراز با سرطان را نشان نداده و تنها چشمه کوچکی از ساختارهای زیستی آن را بررسی کرده بودند. پژوهش جدید با استفاده از میکروارگانیسم‌های تک سلولی که معمولا در حوضچه‌های آب شیرین یافت می‌شود توانست نشان دهد که تلومراز میکروارگانیسم‌ها بسیار شبیه به تلومراز انسان است.
این اولین بار است که یک تلومراز به طور مستقیم و جداگانه با وضوح نانومتری (یک میلیاردم متر) مشاهده و تمام اجزای ساختار آن شناسایی شده است.
مطالعه جدید در تکمیل و یا رد مطالعات پیشین یافته‌هایی را ارائه کرده است که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
– تا پیش از این دانشمندان تصور می‌کردند که تلومراز شامل هشت زیرساختار است: هفت نوع پروتئین و یک RNA. اما پژوهشگران در این مطالعه دو پروتئین دیگر نیز که فعالیت تلومراز را افزایش می‌دهد کشف کردند.
– دانشمندان از قبل می‌دانستند که رشته RNA با پروتئین تعامل برقرار می‌کند، اما نمی‌دانستند دقیقا کجا این اتفاق رخ می‌دهد. مطالعه جدید نشان داد که در بین هسته‌های کاتالیزوری آنزیم‌ها، که توسط RNA و پروتئین‌های همراه آن تشکیل می‌شود RNA به شکل یک حلقه در اطراف پروتئین قرار می‌گیرد.
– دانشمندان تا پیش از این می‌دانستند که تلومراز شامل سه پروتئین است اما درک ضعیفی از ساختار و عملکرد آنها داشتند. تحقیقات جدید ساختار این پروتئینها را شناسایی کرده و نشان داد که بسیار شبیه به تلومرهای انسان هستند.
– محققان نشان دادند که یک پروتئین کلیدی به نام P50 با اجزای مختلف تلومراز تعامل برقرار کرده و این فعل و انفعالات شبکه‌ای دارای پیامدهای مهمی برای عملکرد تلومراز است.
محققان کشف کردند که هسته کاتالیزوری آنزیم تتراهایمنا (Tetrahymena) که بیشترین فعالیت تلومراز در آن رخ می‌دهد، به هسته کاتالیزوری آنزیم انسان شبیه است. بنابراین در صدد هستند تا با استفاده از یافته‌های این مطالعه بتوانند دارویی طراحی کنند که زیرساختارهای تلومراز را هدف قرار داده و برقراری تعامل بین پروتئینها را مختل کند.
دانشمندان امیدوارند تا با استفاده از یافته‌های این مطالعه راهی برای درمان بیماری به ویژه سرطان پیدا کنند.
No tags for this post.
