دانشمندان موفق به کشف تغییرات RNA در مکان‌های غیر منتظره شدند

http://bionet.ir، بیونت، bionet، تغییرات RNA

فرضیه مرکزی (central dogma) رایج در زیست شناسی (DNA باعث تولید RNA شده و در نهایت باعث تولید پروتئین می‌شود) از زمان‌های گذشته توضیح ساده ای برای چگونگی رمز گشایی و ترجمه رمز ژنتیکی در ارگانیسم‌های زنده فراهم کرده است.

در حالی که در واقعیت این روند بسیار پیچیده تر از تصویری است که برای اولین بار بیش از ۶۰ سال پیش توسط یکی از کاشفان ساختار مارپیچ مضاعف DNA و برنده جایزه نوبل Francis Crick ترسیم شد. به عنوان مثال، گونه‌های مختلف RNA وجود دارد که سه نوع از آنها یعنی RNA پیغامبر (mRNA) و RNA ناقل (tRNA) و RNA ریبوزومی‌ (rRNA) برای تولید صحیح پروتئین ضروری می‌باشند. علاوه بر این RNA‌هایی که طی فرآیندی به نام رونویسی تولید می‌شوند معمولا تحت تغییرات دیگری به نام تغییرات پس از رونویسی قرار می‌گیرند.

تعداد زیادی از این تغییرات در طی سالیان متمادی شناسایی شده اند. اگرچه عملکرد دقیق و اهمیت بسیاری از آنها همچنان در پشت پرده ابهام باقی مانده است. در بین معمول ترین تغییرات پس از رونویسی سودویوریدیلاسیون می‌باشد که در طی آن نوکلئوزید بازی یوریدین (U از چهار باز نوکلئوزیدی RNA به نام‌های A,C,G و U) ساختار شیمیایی خود را تغییر داده و مولکولی به نام سودو یوریدین (ψ) شکل می‌دهد. تا به امروز ψ به میزان زیادی در tRNA، rRNA و RNA کوچک هسته ای یا snRNA یافت شده بود اما انتظار نمی‌رفت در mRNA نیز وجود داشته باشد.

در ادامه مطلب همراه بیونت باشید

گروهی از دانشمندان با استفاده از تکنیک پیچیده توالی یابی با توان عملکردی بالا (high-throughput sequencing)، با نقشه برداری با کیفیت بالا از مکان‌های ψ، تایید کردند که سودویوریدیلاسیون به صورت طبیعی در mRNA نیز اتفاق می‌افتد. این یافته و روش نوآورانه ای که به انجام آن ختم شد در مجله Cell به چاپ رسیده است.

دکتر Douglas Bernstein از نویسندگان این مقاله می‌گوید:

" این یک روش بسیار کارآمد با مقادیر قابل اندازه گیری برای تغییرات DNA می‌باشد که به خودی خود بسیار قابل توجه است. یافتن تغییرات در mRNA یک پاداش غیر منتظره از این روش بود."

این گروه بر روی mRNA‌های مخمر بررسی کرده اند و با شناسایی سودویورادیلاسیون در مکان‌های متعدد در mRNA به این فکر افتادند تا عملکرد این تغییرات را شناسایی کنند. با توجه به اینکه سودویورادیلاسیون به وسیله آنزیمی ‌به نام سودویوریدین سنتتاز (PUS) کاتالیز می‌شود، این گروه به بررسی تفاوت‌های سودویوریدیلاسیون mRNA بین سویه مخمر وحشی و سویه ای که با حذف ژن PUS جهش یافته بود پرداختند. به صورت خیره کننده ای شوک گرمایی باعث افزایش تعداد مکان‌های سودویوریدیلاسیون mRNA در سویه طبیعی شد اما در سویه جهش یافته این اتفاق رخ نداد. علاوه بر این مشخص شد که ژن‌های سودویوریدیل شده در سویه‌های وحشی به میزان ۲۵% بیشتر بیان داشته اند.

با توجه به این یافته‌ها دانشمندان متوجه شدند که شوک حرارتی یک برنامه پویای سودویوریدیلاسیون در مخمر القا می‌کند که می‌تواند نتایج مفیدی برای ارگانیسم (شاید با افزایش پایداری mRNA) داشته باشد.

در حالی که این تحقیقات به عنوان مبنای مشخص کردن نقش سودویوریدیلاسیون mRNA در مخمر بود، روش کار و نتایج این تحقیق نیز می‌تواند بر یافته‌های بشر تاثیر گذار باشد. به عنوان بخشی از این بررسی دانشمندان توالی یابی ψ را بر روی یک رده سلول انسانی نیز انجام داده اند و متوجه شدند که بین مکان‌های سودویوریدیلاسیون سلول‌های انسانی با مخمر شباهت‌هایی وجود دارد. تعدادی از بیماری‌های انسانی از جمله dyskeratosis congenita (که با احتمال ابتلا به سرطان و نقص مغز استخوان شناخته می‌شود) با جهش در ژن‌های PUS در ارتباط می‌باشند. این ارتباط نشان می‌دهد که توالی یابی ψ میتواند کاربرد‌هایی در شناسایی اهمیت سودویوریدیلاسیون RNA در بیماری زایی انسان داشته باشد.

منبع: Cell

  • نویسنده : سامان میلانی زاده
  • تاریخ انتشار : ۰۱-۱۰-۹۳