اختراق جديد: كيف تساعد الفطريات الخيطية في انقسام الحمض النووي الريبي (RNA)!

اختراق جديد: كيف تساعد الفطريات الخيطية في انقسام الحمض النووي الريبي (RNA)!

في 28 مارس 2025، أحرز الباحثون في جامعة هايدلبرغ، بالتعاون مع الشركاء الدوليين، تقدمًا كبيرًا في فهم ربط الحمض النووي الريبي (RNA). تعتبر هذه العمليات ضرورية لإنتاج البروتين بشكل صحيح وبالتالي للوظائف الحيوية للخلايا. يتم تخزين المعلومات اللازمة لصنع البروتينات في الحمض النووي ويتم استخلاصها عبر الرنا المرسال (mRNA). أثناء المعالجة، يتم تغيير بنية ما قبل الرنا المرسال، الذي يحتوي على كل من الأجزاء المشفرة (الإكسونات) والأجزاء غير المشفرة (الإنترونات). تقارير جامعة هايدلبرغ أن هذه العملية – الربط – ضرورية لإنتاج البروتينات الوظيفية.

أثناء الربط، يجب إزالة الإنترونات وإعادة ضم الإكسونات معًا. مجموعة معقدة من الجزيئات المعروفة باسم جسيم التضفير هي المسؤولة عن هذه العملية. وهو يتألف من مزيج من مكونات الحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتين، والتي يعد ترتيبها الدقيق ووظيفتها ذات أهمية كبيرة لدقة عملية الربط. اكتشف الآن فريق من علماء الكيمياء الحيوية في هايدلبرغ وعلماء الأحياء الهيكلية الدوليين أن جسيم الوصل قادر على التعرف على مواقع الوصلات غير الأصلية.

الاكتشافات الحاسمة حول ربط البروتينات

في هذه الدراسة التي ركزت على الجسيمات الوصلية للفطريات الخيطية المحبة للحرارةشيتوميوم ثيرموفيلوممركزًا، تم تحديد بروتينين، GPATCH1 وDHX35، باعتبارهما ضروريين لإخلاص عملية الربط. يظهر البحث ، أن GPATCH1 يتعرف على ما قبل الرنا المرسال المعيب ويوقف الجسيم الضفير، بينما يزيل DHX35 سلائف الرنا المرسال غير المناسبة. تمنع هذه الآليات تكوين البروتينات المعيبة التي قد تنتج عن الربط غير الصحيح.

قام الباحثون في هايدلبرغ وشانغهاي وغوتنغن أيضًا بتحليل بنية الجسيمات التضفيرية بالتفصيل باستخدام المجهر الإلكتروني بالتبريد (cryo-EM). يُظهر مجمع ctILS تشابهًا كبيرًا مع الهياكل المقابلة فيجيم ايليجانسويقترح أن أساسيات الربط يتم الحفاظ عليها عبر الكائنات الحية المختلفة. تعمل هذه النتائج على توسيع المعرفة بالآليات الجزيئية للربط، ويمكن أن يكون لها آثار بعيدة المدى لفهم الأمراض.

أهمية الربط الحمض النووي الريبي

لا يعد ربط الحمض النووي الريبي (RNA) عملية بيولوجية أساسية فحسب، بل يلعب أيضًا دورًا مركزيًا في الطب. كيف يشرح Microbe Notes يمكن أن تؤدي الأخطاء في الربط إلى مجموعة متنوعة من الأمراض، بما في ذلك السرطان والأمراض العصبية التنكسية. هذه الإجراءات ضرورية بشكل خاص في الخلايا حقيقية النواة، في حين أنها لا تحدث في الخلايا بدائية النواة. يجب إزالة الإنترونات من جزيء ما قبل الرنا المرسال للانضمام إلى الإكسونات، وهي أقسام ترميزية وتمكن من تخليق البروتين.

يسمح الربط البديل أيضًا بإنتاج أنواع مختلفة من البروتين من mRNA واحد، مما لا يزيد من تنوع البروتينات فحسب، بل يدعم أيضًا التمايز الخلوي. هذه الآليات ليست مهمة بيولوجيًا فحسب، بل إنها ذات صلة علاجيًا أيضًا، لأنها يمكن أن تمثل الهياكل المستهدفة لتطوير أدوية جديدة.

تم دعم هذا البحث من خلال منحة ERC المتقدمة للبروفيسور هيرت، بتمويل إضافي من البرنامج الوطني للبحث والتطوير لجمهورية الصين الشعبية ومؤسسات أخرى. ونشرت نتائج هذا التعاون المكثف في مجلة "أبحاث الخلايا"، والتي تسلط الضوء على أهمية النتائج في المجتمع العلمي.