رمزگشایی از نقش پنهان RNA در مقابله با استرس سلولی

زهرا وجدانی؛ در حالی که دانشمندان برای دهه‌ها برخی از قطعات RNA را به‌عنوان بقایای بی‌فایده ژنتیکی در نظر می‌گرفتند، پژوهش جدیدی نشان داده است که این مولکول‌های کوچک در واقع نقش کلیدی در تنظیم بیان ژن و محافظت از سلول‌ها در برابر استرس دارند.

مطالعه‌ای که اخیراً در ژورنال Molecular Cell منتشر شده است، برای نخستین بار عملکرد زیستی اینترون‌های tRNA را بررسی کرده و نشان داده است که این RNA‌های غیرکدکننده می‌توانند به mRNA متصل شده و تولید پروتئین را متوقف کنند. این یافته‌ها نه‌تنها درک جدیدی از تنظیم ژنتیکی ارائه می‌دهند، بلکه می‌توانند مسیر‌های تازه‌ای را برای درمان‌های پزشکی مبتنی بر RNA باز کنند.

کشف عملکرد جدید RNA‌های به‌ظاهر بی‌فایده در تنظیم بیان ژن و مقابله با استرس سلولی

برای سال‌ها، زیست‌شناسان بر این باور بودند که اینترون‌های موجود در مولکول‌های tRNA هیچ عملکردی ندارند و صرفاً طی فرایند بلوغ tRNA از آن جدا شده و تخریب می‌شوند. اما تیمی از محققان دانشگاه ایالتی اوهایو دریافتند که برخی از اینترون‌های آزاد، که آنها را fitRNA (سرواژه Free Introns of tRNAs) نام‌گذاری کرده‌اند، قادرند به‌طور مستقیم بر بیان ژن‌ها تأثیر بگذارند و در مواجهه با استرس سلولی، پایدار باقی بمانند.

مطالعه‌ای که روی سلول‌های مخمر انجام شد، نشان داد که برخی از این اینترون‌ها پس از جدا شدن از tRNA، به بخش‌های خاصی از mRNA متصل شده و باعث تخریب آن می‌شوند. این فرایند در نهایت از تولید پروتئین جلوگیری کرده و به تنظیم بیان ژن کمک می‌کند.

مهم‌ترین نتایج این تحقیق:

اثبات تأثیر اینترون‌های tRNA در تنظیم بیان ژن برای نخستین بار

مشاهده پایداری برخی اینترون‌ها در شرایط استرس اکسیداتیو

شباهت عملکرد fitRNA‌ها به microRNA ها، اما با مکانیسمی متفاوت

شناسایی ۳۳ mRNA هدف که تحت تأثیر این فرایند قرار می‌گیرند

تفاوت با microRNA ها: یک مسیر مستقل برای تنظیم بیان ژن

تا پیش از این، microRNA‌ها به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین تنظیم‌کننده‌های بیان ژن شناخته می‌شدند. این مولکول‌ها با اتصال به نواحی خاصی از mRNA، مانع از تولید پروتئین می‌شدند. اما پژوهشگران دریافتند که fitRNA‌ها برخلاف microRNA ها، مستقیماً به ناحیه کدکننده mRNA متصل می‌شوند، یعنی جایی که دستور ساخت پروتئین قرار دارد.

علاوه بر این، اینترون‌های آزاد در گونه‌ای از مخمر که فاقد پروتئین‌های Argonaute (عامل تخریب mRNA در microRNA ها) است نیز موجب نابودی mRNA شدند. این موضوع نشان می‌دهد که fitRNA‌ها از یک مسیر مستقل برای تخریب RNA‌های پیام‌رسان استفاده می‌کنند.

چرا سلول‌ها این مکانیسم را حفظ کرده‌اند؟

پژوهشگران معتقدند که وجود این اینترون‌ها یک مزیت تکاملی برای سلول‌ها فراهم می‌کند. تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان داده است که این اینترون‌ها به‌ویژه در شرایط استرس اکسیداتیو پایدار باقی می‌مانند، که ممکن است به یک مکانیسم بقا در شرایط سخت اشاره داشته باشد.

اهمیت این کشف در علوم زیستی و پزشکی

مطالعات اخیر نشان می‌دهد که بسیاری از RNA‌های غیرکدکننده که تاکنون بی‌اهمیت فرض می‌شدند، در واقع نقش کلیدی در تنظیم بیان ژن و بقای سلول‌ها دارند.

آنیتا هوپر، استاد ژنتیک مولکولی می‌گوید: "مدت‌ها تصور می‌شد که اینترون‌ها هیچ عملکردی ندارند، اما وقتی مشاهده کردیم که سلول چندین روش مختلف برای تخریب اینترون‌ها دارد، به این نتیجه رسیدیم که احتمالاً نقش مهمی در زیست‌شناسی سلولی دارند. اکنون متوجه شده‌ایم که این مولکول‌ها در تنظیم بیان ژن و پاسخ به استرس نقش دارند. "

پتانسیل‌های علمی و پزشکی این کشف شامل:

درک بهتر از نحوه تنظیم بیان ژن در سلول‌ها

بررسی ارتباط اینترون‌های tRNA با بیماری‌هایی مانند سرطان و بیماری‌های عصبی

امکان استفاده از fitRNA‌ها به‌عنوان اهداف درمانی جدید در ژنتیک پزشکی

بررسی عملکرد fitRNA‌ها در شرایط مختلف استرس

محققان قصد دارند مطالعات خود را گسترش داده و بررسی کنند که آیا fitRNA‌ها در سایر شرایط استرس‌زا، مانند کمبود مواد مغذی، تغییرات دمایی و استرس شیمیایی، نیز پایدار باقی می‌مانند یا خیر.

هوپر می‌افزاید: "ما تازه در ابتدای راه کشف عملکرد‌های این مولکول‌های RNA هستیم. ممکن است نقش‌های بیشتری داشته باشند که هنوز کشف نشده‌اند. "

کشف عملکرد جدید اینترون‌های tRNA نشان می‌دهد که RNA‌های غیرکدکننده می‌توانند نقش کلیدی در تنظیم ژن‌ها و پاسخ سلولی به شرایط دشوار داشته باشند.

این یافته‌ها نه‌تنها دیدگاه‌های ما را در مورد عملکرد RNA‌های غیرکدکننده تغییر می‌دهند، بلکه می‌توانند در توسعه روش‌های درمانی مبتنی بر RNA در بیماری‌های مختلف نقش مهمی ایفا کنند.

انتهای پیام/