چگونه یک سوپرمن مولکولی از ژنوم در برابر آسیب‌ها محافظت می‌کند

http://bionet.ir، بیونت، bionet، دایسر، dicer

دانشمندان CSHL نقش جدیدی را برای پروتئین RNAi به نام Dicer یافتند که منجر به پایداری ژنوم مخمر می‌شود. Dicer از تصادم ماشین‌های رونویسی و همانند سازی در زمان رونوشت برداری مواد ژنتیکی جلوگیری می‌کند. در سلول‌های فاقد Dicer آسیب DNA در سلول تجمع می‌یابد (نقاط زرد رنگ) و منجر به باز آرایی DNA می‌شود که در بیماری‌ها و پیری تاثیر گزار است.

همیشه در فیلم‌ها دیده ایم که سوپر من از آسمان‌ها به زمین پرواز می‌کند و بیگناهی را که بر روی ریل قطار بسته شده از کشته شدن به وسیله قطار نجات می‌دهد. یک سناریوی آشنا که هزاران بار دیده ایم. اما صحنه هیجان انگیز اصلی در زندگی واقعی هنگامی ‌است که یک سلول تقسیم می‌شود. برای انجام تقسیم، مواد ژنتیکی ما باید به صورت منظم به وسیله یک ماشین بسیار پیچیده همانندسازی شوند. اجزای این ماشین آن قدر ظریف هستند که بتوانند در طول رشته‌های مارپیچ مضاعف DNA حرکت کنند.

در ادامه مطلب همراه بیونت باشید

مشکل اساسی این است که DNA ما دائما در حال استفاده به وسیله ماشین دیگری است که به صورت مستمر رشته‌های DNA را می‌پوید تا به ژن‌های حیاتی دسترسی پیدا کند. در این فرآیند که رونویسی نامیده می‌شود حروف DNA ما کپی برداری می‌شوند تا به صورت الگویی برای تولید پروتئین به کار روند. اما این دو ماشین فعال نمی‌توانند همزمان یک بخش از مواد ژنتیکی را اشغال کنند. به ناچار آنها به هم برخورد خواهند کرد مگر اینکه یک سوپرمن مولکولی بتواند ماشین رونویسی را برداشته و زندگی را نجات دهد.

دانشمندان آزمایشگاه (CSHL) Cold Spring Harbor متوجه شدند که این سوپرمن مولکولی به صورت پروتئینی به نام Dicer وجود دارد. پیش از این Dicer با عملکردش در خاموش کردن ژن‌ها از طریق فرآیندی به نام RNA مداخله گر (RNAi) به خوبی شناخته شده بود. اما اکنون این پروتئین به عنوان عاملی شناسایی شده که می‌تواند ماشین رونویسی را از DNA جدا کرده و امکان همانندسازی را فراهم آورد.

این گروه که به وسیله پروفسور Robert Martienssen از CSHL و موسس پژوهشکده پزشکی Howard Hughes  سرپرستی می‌شود ابراز داشته اند که این فعالیت شناخته شده Dicer برای حفظ تمامیت ژنوم مخمر حیاتی است. این گروه تاکید دارند که تصادم بین ماشین همانندسازی و رونویسی می‌تواند منجر به تغییرات بزرگی در ژنوم شود. این تغییرات می‌توانند منجر به پیری و سرطان شوند.

پروفسور Martienssen و همکارانش دریافته بودند که RNAi برخورد بین رونویسی و همانند سازی DNA را در مناطق جدا شده‌ای از ژنوم در مکان‌هایی که ژن‌ها خاموش شده اند بر طرف می‌کنند. Martienssen توضیح می‌دهد:

" هنگامی‌ که Dicer جهش پیدا می‌کند همانند سازی متوقف شده و DNA در آن منطقه آسیب می‌بیند. این نقش جدیدی برای پروتئینی است که قبلا فکر می‌کردیم تنها در RNAi عملکرد دارد."

در مطالعه ای که به تازگی در مجله Cell به چاپ رسیده است Martienssen و گروهش شرح داده اند که چگونه Dicer می‌تواند عملکرد گسترده تری در طول ژنوم از خود نشان دهد. این گروه شامل نویسندگان اول این مقاله دکتر Stephane Castel و دکتر  Jie Ren دریافتند که چگونه Dicer در آزاد سازی ماشین رونویسی از ژنوم نقش دارد. دکتر Ren می‌گوید:

" عملکرد Dicer منحصر به ژن‌های خاموش شده نمی‌باشد. در واقع Dicer باعث آزاد شدن ماشین رونویسی در صدها ژن فعال می‌شود."

دکتر Castel می‌افزاید:

" اینها ژن‌هایی هستند که به صورت دائم مورد مصرف سلول قرار می‌گیرند و به نام ژن‌های محافظت کننده خانه (housekeeping) نامیده می‌شوند زیرا برای عملکرد‌های پایه ای حیات در سلول مورد نیازند."

در هر زمانی ماشین رونویسی می‌تواند در کنار این ژنها یافت شود. بدون کمک Dicer این ماشین به احتمال یقین با سیستم همانندسازی برخورد خواهد کرد.

آیا این برخورد به واقع برای سلول فاجعه بار خواهد بود؟ این گروه متوجه شدند که این اتفاق باعث از دست رفتن بخش‌های زیادی از DNA در هر بار تقسیم سلولی خواهد شد. دکتر Ren اظهار داشت:

" این بازآرایی‌های کروموزومی‌ که به عنوان ناپایداری ژنومی‌ شناخته می‌شوند در پیری و سرطان نقش دارند."

گروه‌های دیگری نشان داده اند که جهش در Dicer با افزایش احتمال ایجاد تومور در ارتباط است. کشفیات این گروه می‌تواند به توضیح چگونگی این مشاهدات کمک کند. بر اساس نظر Martienssen:

"ممکن است نقش Dicer در سرطان محافظت از ژنوم با جلوگیری از برخورد بین رونویسی و همانندسازی باشد."

منبع: Cell

  • نویسنده : مهسا خوان یغما
  • تاریخ انتشار : ۱۴-۱۰-۹۳