18 اوت 2024-تشکیل پروتئین کمپلکس DdrC-DNA – دانشگاه غربی / منبع نور کانادا
محققان دانشگاه وسترن پروتئینی را کشف کرده‌اند که تا به حال توانایی متوقف کردن آسیب DNA را دارد. این یافته می تواند پایه ای برای توسعه همه چیز از واکسن های ضد سرطان گرفته تا محصولاتی که می توانند در برابر خشکسالی فزاینده مقاومت کنند، فراهم کند.
محققان در انتاریوی کانادا، پروتئینی به نام DdrC برای پروتئین C ترمیم کننده آسیب DNA را در یک باکتری نسبتاً رایج به نام Deinococcus radiodurans یافتند که توانایی غیرمعمولی برای زنده ماندن در شرایطی دارد که به DNA آسیب می رساند. می تواند 5000 تا 10000 برابر تشعشعی که یک سلول معمولی انسان را می کشد مقاومت کند.
رابرت سزابلا، محقق اصلی، می‌گوید دنوکوکوس در ترمیم DNA آسیب‌دیده نیز عالی است.
سزابلا، دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد در بخش بیوشیمی وسترن، می‌گوید: «گویی بازیکنی در NFL دارید که هر بازی را بدون کلاه یا پد انجام می‌دهد.او در هر بازی با ضربه مغزی و شکستگی‌های متعدد استخوان‌ها مواجه می‌شد، اما پس از آن به طور معجزه آسایی یک شبه و در زمان تمرین روز بعد، بهبودی کامل پیدا می‌کرد.» او و همکارانش دریافتند که DdrC یک بازیکن کلیدی در این فرآیند تعمیر است.
هر سلول دارای مکانیزم ترمیم DNA برای رفع آسیب است. او در بیانیه‌ای گفت: با یک سلول انسانی، اگر بیش از دو شکست در کل ژنوم یک میلیارد جفت پایه وجود داشته باشد، نمی‌تواند خودش را درست کند و می‌میرد.اما در مورد DdrC، این پروتئین منحصر به فرد به سلول کمک می کند تا صدها قطعه شکسته DNA را در یک ژنوم منسجم ترمیم کند.
سزابلا و تیمش از قدرتمندترین منبع اشعه ایکس در کشور، منبع نور کانادایی در دانشگاه ساسکاچوان برای تعیین شکل سه بعدی پروتئین استفاده کردند، و سپس از آن به عقب برای درک بهتر “ابر قدرت” آن برای خنثی کردن آسیب.DNA استفاده کردند.
آنها کشف کردند که DdrC برای شکاف در امتداد DNA اسکن می کند و هنگامی که یکی را تشخیص می دهد، مانند تله موش بسته می شود. این عمل به دام انداختن دو عملکرد کلیدی دارد.
این آسیب DNA را خنثی می کند و از آسیب بیشتر شکاف جلوگیری می کند. و مانند یک چراغ مولکولی کوچک عمل می کند. به سلول می گوید: «هی، اینجا. آسیب وجود دارد بیا درستش کن.»
Szabla می‌گوید که معمولاً پروتئین‌ها شبکه‌های پیچیده‌ای را تشکیل می‌دهند که آنها را قادر می‌سازد تا عملکردی را انجام دهند. به نظر می رسد DdrC چیزی دور از ذهن است، زیرا عملکرد خود را به تنهایی و بدون نیاز به پروتئین های دیگر انجام می دهد.
این تیم همچنین کنجکاو بود که آیا این پروتئین ممکن است به عنوان یک “پلاگین” برای سایر سیستم های ترمیم DNA عمل کند. آنها این را با افزودن آن به یک باکتری دیگر آزمایش کردند
او در یافته‌های منتشر شده در مجله تحقیقات اسیدهای نوکلئیک گزارش داد: «در کمال تعجب، این باکتری در واقع بیش از 40 برابر در برابر آسیب اشعه ماوراء بنفش مقاوم‌تر شد. “به نظر می رسد این یک نمونه نادر است که در آن شما یک پروتئین دارید و واقعاً مانند یک دستگاه مستقل است.”
او می‌گوید که در تئوری، این ژن می‌تواند به هر موجود زنده‌ای – گیاه، حیوان، انسان – وارد شود و باید کارایی ترمیم DNA سلول‌های آن ارگانیسم را افزایش دهد.
Szabla گفت: “توانایی تنظیم مجدد و ویرایش و دستکاری DNA به روش های خاص جام مقدس در بیوتکنولوژی است.” اگر یک سیستم اسکن مانند DdrC داشته باشید که سلول های شما را کنترل می کند و آسیب را در هنگام وقوع خنثی می کند، چه؟ این ممکن است مبنای یک واکسن سرطان بالقوه باشد.»
تیم وسترن به تازگی مطالعه Deinococcus را آغاز کرده است.
DdrC تنها یکی از صدها پروتئین بالقوه مفید در این باکتری است. گام بعدی این است که بیشتر پیش برویم، ببینیم این سلول از چه چیز دیگری برای اصلاح ژنوم خود استفاده می کند – زیرا ما مطمئناً ابزارهای بیشتری را پیدا خواهیم کرد که در آن هیچ ایده ای نداریم که چگونه کار می کنند یا چگونه مفید خواهند بود تا زمانی که ما انجام دهیم..»
در حال حاضر، وقتی به درمان‌های سرطان فکر می‌کنیم، همیشه به فکر درمان آن می‌افتیم که قبلاً اتفاق افتاده است. اگر بتوانیم در وهله اول از بروز سرطان جلوگیری کنیم چه؟
