آیا تجمعات میکروسکوپی در سلول، کلید درک بیماریهای مغزی هستند؟
سلولهای ما مملو از مراکز سازماندهی کوچکی به نام تراکمهای زیستمولکولی (Biomolecular Condensates) هستند. اکنون، محققان کشف کردهاند که این مراکز حیاتی میتوانند به صورت ناخواسته به مرکز تجمع RNAهای معیوب تبدیل شوند و زمینهساز بسیاری از اختلالات عصبی شوند.
تراکمها: جایی برای نظم… و بی نظمی
- نقش RNA: مولکولهای RNA در سازماندهی و تنظیم این تراکمهای پروتئینی (مانند گرانولهای ریبونوکلئوپروتئینی) نقش کلیدی دارند.
- مشکل بیماریزا: در بیماریهای عصبی، تکرارهای غیرعادی در RNA (مثل RNAهای تکرارشونده منبسطشده) وجود دارد که این نظم را برهم میزند.
- کشف مهم: RNAهای بیماریزا، به صورت خودبهخودی و وابسته به زمان، درون این تراکمها، گذار فاز داده و خوشههای نانومقیاس ایجاد میکنند.
ساختار پنهان تراکمهای معیوب
- این خوشههای RNA در نهایت منجر به ایجاد ساختارهای چندفازی در تراکمها میشوند:
- هستهی جامد و غنی از RNA: هستهای که RNAهای معیوب در آن تجمع یافته و حالتی سخت پیدا میکنند.
- پوسته مایع و کمبود RNA: یک پوسته خارجی که RNA در آن کاهش یافته است.
- عامل تعیینکننده: زمانبندی تشکیل این خوشههای RNA توسط عواملی چون توالی، ساختار ثانویه و طول توالی تکراری RNA تعیین میشود.
نجاتدهنده سلول: نقش محافظ پروتئینها
- G3BP1: محققان کشف کردند که پروتئین G3BP1 (ساختار اصلی گرانولهای استرس) یک نقش حیاتی محافظتی دارد.
- بافر ناهمسان: G3BP1 با ایجاد یک “بافر ناهمسان” در برابر تعاملات RNA-RNA معیوب، از تشکیل خوشههای RNA جلوگیری میکند.
- عملکرد مستقل از ATP: این عملکرد شبیه به چپرون (Chaperone-like function) برای جلوگیری از گذار فاز غیرعادی RNA، به صورت مستقل از انرژی (ATP) انجام میشود.
پیامدها: درک بهتر بیماریهای عصبی
این پژوهش نشان میدهد که تراکمهای زیستمولکولی میتوانند به عنوان محلهایی برای تجمع RNAهای معیوب عمل کنند و در عین حال، پروتئینهایی مانند G3BP1 نقش محافظی در برابر این آسیبها دارند. این یافته، درک ما از اختلالات عصبی مرتبط با تجمع RNA را متحول میکند.
از مکانیسمهای تجمع تا مهندسی دقیق ژن 🧬
این کشف بر اهمیت دقت در مطالعه و مدیریت RNA تأکید دارد. برای درک چگونگی تأثیر توالی RNA یا طول تکرار آن بر تجمع (همانطور که در این مقاله اشاره شد)، باید بتوانید RNA را با نهایت دقت استخراج و دستکاری کنید
برای انجام دقیقترین مداخلات ژنتیکی و بررسی عملکرد ژنها در مدلهای پیشگامانه بیومولکولی، همین حالا از خدمات ویرایش ژن کریسپر ما و کیتهای تخصصیمان دیدن کنید. با ما، به دقت ژنتیکی که پژوهشهای شما شایسته آن است، دست یابید.
منبع : Homotypic RNA clustering accompanies a liquid-to-solid transition inside the core of multi-component biomolecular condensates