تمكن العلماء من اكتشاف بروتين يمكنه وقف تلف الحمض النووي بشكل مباشر. وما يجعل هذا الاكتشاف أكثر إثارة هو أن دراسة جديدة أظهرت إمكانية استخدام هذا البروتين كنظام "توصيل وتشغيل" يمكن إدراجه نظرياً في أي كائن حي، مما يجعله مرشحاً واعداً لتطوير لقاح ضد السرطان.
بروتين DdrC: دور فاعل في إصلاح الحمض النووي
تم العثور على بروتين استجابة تلف الحمض النووي C (DdrC) في بكتيريا قوية تُسمى Deinococcus radiodurans، يتميز بروتين DdrC بفعاليته العالية في الكشف عن تلف الحمض النووي ووقفه وتنبيه الخلية لبدء عملية الإصلاح.
قدرة مستقلة لبروتين DdrC
أهم ميزة في بروتين DdrC هي قدرته على العمل بشكل مستقل دون الحاجة إلى مساعدة من بروتينات أخرى، وقد اكتشف الباحثون من جامعة ويسترن في كندا أن جين ddrC يمكن نقله بسهولة نسبية إلى كائنات حية أخرى لتحسين نظم إصلاح الحمض النووي، كما فعلوا عند إدراجه في بكتيريا إي. كولاي الشائعة.
أوضح روبرت سزابلا، الكيميائي الحيوي والمؤلف الأول للدراسة الجديدة، أن هذا البروتين زاد من مقاومة البكتيريا لأضرار الأشعة فوق البنفسجية بأكثر من 40 مرة، مما جعله مثالاً نادرًا على بروتين يمكنه العمل كآلة مستقلة.
أهمية البروتين في مكافحة الأمراض
تلف الحمض النووي الخارج عن السيطرة يمكن أن يؤدي إلى مجموعة متنوعة من الأمراض، على سبيل المثال يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تتلف الحمض النووي في خلايا الجلد، مما يزيد من فرص الإصابة بسرطان الجلد، وبالتالي فإن القدرة على منع أو حتى عكس هذا الضرر يمكن أن تنقذ الأرواح.
تطبيقات محتملة في تطوير لقاحات ضد السرطان
أشار سزابلا إلى أن القدرة على إعادة ترتيب وتحرير ومعالجة الحمض النووي بطرق محددة تعد "الكأس المقدسة" في التكنولوجيا الحيوية. يمكن لنظام مثل DdrC، الذي يقوم بدوريات في الخلايا لتحييد التلف عند حدوثه، أن يشكل أساساً لتطوير لقاح ضد السرطان.
بكتيريا Deinococcus radiodurans: مصدر لاكتشافات مثيرة
تُعد بكتيريا Deinococcus radiodurans مكاناً طبيعياً للبحث عن أدوات كهذه، حيث يمكنها تحمل جرعات هائلة من الإشعاع تفوق آلاف المرات الجرعة القاتلة للخلية البشرية. تم العثور عليها حتى على أسطح محطة الفضاء الدولية، ويمكنها البقاء في ظروف مشابهة لتلك الموجودة على سطح المريخ.
دور DdrC في تعزيز قدرة التحمل
في الخلايا البشرية، إذا كان هناك أكثر من كسرين في الجينوم الذي يحتوي على مليار زوج قاعدي، فإن الخلية لا تستطيع إصلاح نفسها وتموت. لكن بروتين DdrC في بكتيريا Deinococcus radiodurans يساعد في إصلاح مئات القطع المكسورة من الحمض النووي، مما يسمح للخلية بالبقاء.
تحليل هيكلي للبروتين واكتشاف آلية عمله
استخدم الباحثون شعاع الأشعة السينية القوي لفحص الشكل الثلاثي الأبعاد لبروتين DdrC واكتشاف كيفية عمله. وجدوا أن البروتين يقوم بمسح الحمض النووي بحثا عن تلف، ويرتبط به ويثبت الكسرين معا، مما يضيق على الحمض النووي، ويساعد في إرسال إشارات إلى آليات إصلاح الحمض النووي في الخلية لتقوم بدورها في الإصلاح.
إجمالاً يمثل هذا الاكتشاف خطوة كبيرة نحو تطوير تقنيات جديدة لمكافحة تلف الحمض النووي، مع إمكانيات هائلة في معالجة الأمراض وتحسين الصحة العامة، وخاصة في مجال مكافحة السرطان.
