شناسایی یک نقش اساسی در ساختار dna که پیشتر کاذب تلقی میشد

دانشمندان برای مولکول DNA که تا پیش از این تصور میشد نقش اساسی یا مهمی در ساختار زیستی ندارد، یک نقش اساسی شناسایی کردند.

پژوهشگران مشخص کردهxadاند که نوعی DNA با نقش غیر اساسی که از آن با تعبیر DNA کاذب یاد میشود، به چه شکل میتواند نقش مهمی در شکل دادن موجودیت و ماهیت ژنوم یکپارچه داشته باشد. یافتهxadهای آنها که اخیرا در مجلهی eLife منتشر شده است، نشان میxadدهد که این پدیدهی کاذب ژنتیکی، در انجام عملکرد حیاتی قرارگیری صحیح کروموزومxadها درون هستهی سلول را انجام میxadدهد؛ عملکردی که برای بقای سلولی مورد نیاز است. و به نظر میرسد که این فرایند در بسیاری از گونهxadها حفظ میxadشود.

این DNA کاذب پریسانترومتیک (دور سانترومتر کروموزوم) شامل یک توالی بسیار ساده و بسیار تکراری از کد ژنتیکی است و اگرچه بخش قابل توجهی از ژنوم ما را تشکیل میxadدهد، حاوی دستورالعملی برای ساخت پروتئینxadهای خاصی نیست. طبیعت تکراری آن باعث پایداری کمتر و حساسیت بالای آن در برابر آسیبxadها یا بیماریxadها شده است.

تا همین اواخر، دانشمندان معتقد بودند که DNA بهاصطلاح کاذب یادشده، به هیچ هدف واقعی و کارآمدی در ساختار زنده کمکی نکرده است. یوکیکو یاماشیتا، استاد مؤسسهی علوم زندگی دانشگاه میشیگان و نویسندهی اصلی این مقالهی پژوهشی، میxadگوید:


یاماشیاتا و همکارانش تصمیم گرفتند روی این گزاره تحقیق کنند: اگر سلولxadها نتوانند از این DNA کاذب پری سانترومتیک استفاده کنند چه اتفاقی برای سلول در پی خواهد داشت؟ از آنجایی که این DNA کاذب بهصورت توالیهای طولانی و تکراری وجود دارد، پژوهشگران نمیتوانند بهسادگی تمام DNA کاذب را از ژنوم تغییر داده یا قطع کنند. درعوض، آنها از طریق پروتئین D1 که یک پروتئین شناختهشده برای اتصال به DNA کاذب است، به پاسخ این پرسش رسیدند.

سلولها بدون کل ژنوم موجود در هسته، نمیxadتوانند زنده بمانند
پژوهشگران، پروتئین D1 را از سلولهای یک ارگانیسم مدل رایج، مگس میوه (نام علمی Drosophila Melanogaster) خارج کردند و پس از آن بهسرعت مشاهده شد که سلولxadهای زاینده (سلولxadهایی که در نهایت به اسپرم یا تخمک تبدیل میxadشوند) در حال از بین رفتن هستند.

تجزیهوتحلیل بیشتر نشان داد که سلولxadهای در حال مرگ، پدیدهای موسوم به میکروهسته یا جوانهxadهای کوچک را تشکیل میxadدهند. میکروهستهها شامل قطعات ژنوم در خارج از هسته هستند.

سلولها بدون کل ژنوم موجود در هسته، نمیxadتوانند زنده بمانند. پژوهشگران بر این باورند که پروتئین D1 به DNA کاذب متصل میxadشود تا تمام کروموزومxadها را بهصورت یکجا به سمت هسته بکشاند.

اگر پروتئین D1 نتواند DNA کاذب را به دست بیاورد، سلول توانایی خود برای تشکیل یک هستهی کامل را از دست میxadدهد و در نهایت میxadمیرد. یاماشیتا میxadگوید:

این تیم آزمایشxadهای مشابهی روی سلولهای موش انجام داد و نتایج مشابهی به دست آورد: سلولxadها با حذف پروتئینی که بهطور معمول به DNA کاذب سلولxadهای موش متصل میxadشود، میکروهسته را دوباره تشکیل دادند و از بین رفتند.

نتایج مشابه بهدستآمده از هر دو پژوهش روی مگس میوه و سلولهای موش توسط یاماشیتا و همکارانش نشان داد که DNA کاذب، نه فقط در اندامxadهای مدلهای آزمایش، بلکه در میان گونهxadهایی که DNA بهصورت یکجا داخل هسته قرار دارد (از جمله انسان) نیز برای بقای سلولی ضروری است.

منبع: زومیت