پروتئینی برای نگهبانی از سلول

بدن انسان برای بقا ساخته شده است. هر یک از سلول‌های بدن توسط مجموعه‌ای از پروتئین‌های ایمنی مجهز به رادارهای تقریباً بدون خطایی نگهبانی می‌شود که DNAهای بیگانه یا آسیب‌دیده را شناسایی می‌کنند. یکی از حیاتی‌ترین نگهبانان سلول، یک پروتئین از دسته‌ی اولین پاسخ‌دهنده‌ها است که تحت عنوان cGAS شناخته می‌شود. پروتئین cGAS حضور DNA بیگانه و سرطانی را حس کرده و آبشاری از وقایع را به راه می‌اندازد که در نهایت سیستم دفاعی بدن را تحریک می‌کند.


اخیراً، محققان دانشکده‌ی پزشکی هاروارد و انستیتوی سرطان Dana-Farber، برای نخستین بار، تفاوت‌های ساختاری و عملکردی را در cGAS انسان شناسایی نموده‌اند که آن را از cGAS دیگر پستانداران جدا کرده و روی عملکرد منحصربه‌فرد آن در انسان تاکید می‌کند.

پژوهشگر ارشد، فیلیپ کرانزوش، می‌گوید: «ساختار و مکانیسم عملcGAS  انسانی قطعات حیاتی گم‌شده‌ای در ایمنی‌شناسی و بیولوژی سرطان بوده‌اند. یافته‌های ما، آرایش مولکولی و عملکردcGAS  را در انسان به تفصیل شرح داده و این شکاف بسیار مهم در دانش ما را پر می‌کند.»

اساساً، این یافته‌ها می‌توانند به طراحی داروهای کوچک‌مولکولی که اختصاصاً برای ویژگی‌های ساختاری منحصربه‌فرد پروتئین انسانی در نظر گرفته شده‌اند، جسمیت ببخشند. این پیشرفتی است که نوید افزایش دقت داروهای تنظیم‌کننده‌ی cGAS را می‌دهد؛ داروهایی که هم‌اکنون در حال توسعه‌اند.

کرانزوش توضیح می‌دهد: «در حال حاضر چندین نمونه درمان آزمایشی و نویدبخش مبتنی بر ایمنی در حال توسعه‌اند که از ساختار cGAS موش منشأ گرفته‌اند، که خود دارای تفاوت‌های ساختاری کلیدی با cGAS می‌باشد. این یافته‌ی ما باید به تصحیح درمان‌های آزمایشی مذکور کمک کرده و طراحی درمان‌های جدید را پیش براند. چنین کشفی مسیر را به سمت طراحی مبتنی بر ساختار داروهایی هموار خواهد نمود که فعالیت این پروتئین اساسی را تنظیم می‌کنند.»

یافته‌های این تیم یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد این پروتئین انسانی را توضیح می‌دهد، که عبارت است از: ظرفیت بالای آن برای انتخابی بودن در تعیین انواع مشخصی از DNA، و گرایش آن به فعال شدن دشوارتر در مقایسه با پروتئین cGAS در سایر حیوانات.

این پژوهش، به ویژه نشان می‌دهد که cGAS انسان حامل جهش‌هایی است که آن را نسبت به DNAهای طویل‌تر، فوق‌العاده حساس‌تر می‌سازند. جهش‌های مذکور در عین حال باعث شده است پروتئین cGAS انسانی در برابر قطعات کوتاه از DNA، «کور» یا «غیرحساس» شود.

نویسنده‌ی مشترک مقاله، آرون وایتلی، که در حال گذراندن دوره‌ی فوق دکتری در گروه میکروبیولوژی و ایمونوبیولوژی دانشکده پزشکی هاروارد است، می‌گوید: «cGAS انسانی یک پروتئین به شدت متمایزکننده می‌باشد که در طی تکامل، ویژگی آن نسبت به DNA افزایش پیدا کرده است.»

ظاهر شدن قطعات DNA در خارج از هسته و درون سیتوزول، مایعی که اندامک‌های سلولی را در بر می‌گیرد، معمولاً نشانه‌ی این است که رویداد تهدیدآمیزی در جریان است؛ مانند یک آسیب سلولی درون‌زاد یا یک DNA بیگانه که از ویروس‌ها یا باکتری‌هایی ناشی شده که توانسته‌اند وارد سلول شوند.

به محض این که cGAS، حضور DNA را خارج از سلول حس می‌کند، دست به کار می‌شود. این پروتئین یک ماده‌ی شیمیایی دیگر -یک پیک ثانویه- به نام cGAMP تولید می‌کند. تولید شدن این واسطه خود زنجیره‌ای از واکنش‌های مولکولی را بر می‌انگیزد که به سلول در باره حضور غیرعادی DNA هشدار می‌دهد. در پایان این واکنش پیام‌دهی، سلول یا ترمیم می‌گردد و یا اگر آسیب برگشت‌ناپذیر باشد، خودش را از بین می‌برد.

به گفته محققین: «این نوعی تمهید متعادل‌کننده‌ی خوب است که سیستم ایمنی را در تعادل نگه می‌دارد.»

ترجمه: محمد شجاعیه

منبع: Harvard Medical School

  • Human DNA

    Human DNA Sentry Keeps Long Strands Atop Watch List

    Human DNA Sentry Keeps Long Strands Atop Watch List Out-of-place DNA arouses the suspicion…
بارگذاری نوشته های مرتبط بیشتر
مطالب بیشتر از این نویسنده علی چوپانی
بارگذاری بیشتر در بیوتکنولوژی پزشکی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بررسی کنید

یادگیری ماشین در پزشکی

امروزه هوش مصنوعی (AI) تا حد زیادی در علم پزشکی نفوذ کرده‌است و تأثیر آن نیز بیشتر شده است…