اكتشف باحثون من جامعة أكسفورد وجامعة نانيانج التكنولوجية في سنغافورة الآلية التي تعتمدها الخلايا لتحديد وإصلاح نوع خطير من تلف الحمض النووي، والذي يُعد من الأسباب الرئيسية لظهور أمراض السرطان والتدهور العصبي والشيخوخة المبكرة. تعتبر هذه النتائج مهمة لأنها تساهم في فهم كيف تتصدى الخلايا لهذه التلفيات الخطرة.
كيفية التعرف على الآفات الضارة في الحمض النووي
توضح نتائج الدراسة المنشورة في مجلة Nucleic Acids Research كيف تتعرف الخلايا على الروابط المتشابكة بين الحمض النووي والبروتين، والتي تعرف باسم آفات الروابط المتشابكة بين الحمض النووي والبروتين (DPCs). وتحدث هذه الآفات بسبب التعرض للعلاجات الكيميائية أو المواد السامة مثل الفورمالديهايد والأشعة فوق البنفسجية. تساعد هذه الآفات على إعاقة عمليات نسخ الحمض النووي، لكن الخلايا امتلكت آليات ذكية للتصدي لها. أحد الإنزيمات الأساسية في عملية الإصلاح يدعى SPRTN، والذي يمر عبر الحمض النووي ويحلل البروتينات العالقة، مما يزيل العوائق ويعيد وظيفة النسخ الطبيعي.
اكتشاف منطقة جديدة داخل إنزيم SPRTN
تم تحديد منطقة جديدة داخل إنزيم SPRTN ترفع من قدرته على استهداف آفات DPC بشكل انتقائي، الأمر الذي يزيد من كفاءته في الإصلاح بنسبة تصل إلى 67 مرة، مع الحفاظ على سلامة الهياكل المجاورة. هذه المنطقة تعزز من قدرة الإنزيم على التعرف على الروابط المتشابكة وإزالتها بشكل أكثر فعالية، وهو أمر مهم للحفاظ على استقرار الجينات وصحة الخلايا.
خطر آفات الروابط المتشابكة وتداعياتها
عندما تنقسم الخلايا إلى خليتين، يجب عليها أن تنسخ كامل حمضها النووي بدقة، لكن وجود الروابط المتشابكة بين الحمض النووي والبروتين يعرقل عملية التكرار. إذا لم يتم إصلاح هذه الروابط، فإنها تؤدي إلى تلف جيني، وتدهور أنسجة الأعصاب، وشيخوخة مبكرة، وارتفاع خطر الإصابة بالسرطان. تُسبب هذه الروابط أيضًا مشاكل عند تعرض الجسم للمواد الكيميائية أو الأشعة الفوق البنفسجية، وتؤدي إلى تكدس البروتينات غير المرغوب فيها على الحمض النووي، مما يعوق عمل الخلايا ويحصل الضرر على مستوى الجينوم.
دور إنزيم SPRTN في حماية الخلايا
يلعب إنزيم SPRTN دورًا حيويًا في حماية خلايا الجسم من آفات الروابط المتشابكة بين الحمض النووي والبروتين. يتحرك هذا الإنزيم على طول الحمض النووي، ويعمل على تحليل البروتينات العالقة، مما يزيل العوائق من مسارات النسخ، ويساعد الخلايا على استعادة استقرارها الجيني والتقليل من مخاطر التلف والمرض.
التأثيرات على علاج السرطان والشيخوخة الصحية
تُبرز نتائج الدراسة أهمية المنطقة المكتشفة حديثًا في إنزيم SPRTN وتأثيرها على إصلاح هذه الآفات، وهو ما ينعكس مباشرة على علاج السرطان وتحقيق صحة أفضل مع تقدم العمر. يُعرف أن الطفرات في جين SPRTN تتسبب في متلازمة رويس-آلفس، وهي حالة تؤدي إلى عدم استقرار الكروموسومات، وشيخوخة مبكرة، وخطر متزايد للإصابة بسرطان الكبد. يعطينا فهم آلية العمل الجديدة نظرة أساسية حول الدفاعات الطبيعية للجسد، ويوضح كيف يمكن لعطب في نظام الإصلاح أن يؤدي إلى أمراض خطيرة. وعلم الباحثون أن تطوير طرق لتعزيز وظيفة هذا الإنزيم يمكن أن يساعد في تقليل آثار الشيخوخة المبكرة، وتقليل آثار العلاج الكيميائي الضارة، وتحسين الوقاية من الأمراض المرتبطة بعيوب إصلاح الحمض النووي.
