Please reload

التدوينات الحديثة

يصبح جين الذاكرة فايروسًا

.تًظهر الأبحاث التي تمولها المنظمات الصحية الوطنية طريقة جديدة لنقل المواد الجينية- الوراثية- بين الأعصاب

 

اكتشفا فريقان مستقلان من العلماء أحدهما من جامعة يوتاه والأخر من كلية الطب في جامعة ماساتشوستس أنه يمكن للجين المسؤول عن التعلم المسمى بـ أرك إرسال مادة جيناته من عصب إلى عصب آخر بتوظيف استراتيجية معروفة تستخدمها الفايروسات. وتكشف هاتين الدراستين -والتي نُشرت كلتيهما في صحيفة سل- عن وسيلة جديدة يتفاعل بها خلايا الجهاز العصبي.

 

قال البرفسور ومدير البرنامج في المنظمة الوطنية للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية (ان إي إن دي إس،(NINDS  التابعة للمنظمات الصحية الوطنية إدموند تالي:" يعتبر هذا العمل خير مثالٍ على أهمية بحوث علم الأعصاب الأساسية." وأردف قائلاً: " ما بُدأ هو محاولة لدراسة السلوك الجيني المعني بالذاكرة والمرتبط بالاضطرابات العصبية مثل مرض الزهايمر الذي يؤدي على نحو مفاجئ إلى اكتشاف عملية جديدة كليًا، والتي قد تستخدمها الأعصاب لإرسال معلومات جينية- وراثية- فيما بينها."

 

ومن المعلوم أن جين أرك له دورٌ حيويٌ في قدرة العقل على الاحتفاظ بالمعلومات الجديدة إلا أن القليل من يعلم كيفية عمله بدقة. وإضافة إلى ذلك، فصلّت الدراسات السابقة أوجه التشابه بين بروتين أرك والبروتينات الموجودة في فيروسات معينة مثل فيروس نقص المناعة البشرية (الإيدز)، ومع ذلك لم يتضح كيف تؤثر هذه السمات المشتركة في سلوك بروتين أرك.

 

بدأ الباحثين في جامعة يوتاه بدراستهم لجين أرك بإدخاله داخل الخلايا البكتيرية. وما أدهشهم هو أنه عندما أنتجت الخلايا بروتين الأرك تجمعت سويًا بشكلٍ يشبه القفيصة الفيروسية، وهي القشرة التي تحتوي على المعلومات الجينية للفايروس. وبدت قفيصة الأرك كأنها تعكس القفيصة الفيروسية في تكوينها البدني وأيضاً في سلوكها وغيرها من الخصائص.

 

وقال البروفسور المساعد في جامعة يوتاه في مدينة سولت ليك،يوتاه جاسون شيفرد: " لو أنني قلت هذا سلفًا لأي عالم أعصاب أن بعض تصرفات هذا الجين تشبه الفايروس لضحكوا عليَّ." وأضاف قائلاً: " علمنا أن هذا كان سيقودنا إلى اتجاه جديد تمامًا."

 

عمد علماء جامعة ماساتشوستس بقيادة البروفسور المساعد في كلية يوماس الطبية فيفان بدنيك والبروفسور المساعد في المنظمة ترافيس طومسون إلى فحص مكونات الحويصلات الصغيرة التي تُخرجها الخلايا والمسماة بحويصلات خارج الخلية. وبينّت تجاربهم في ذباب الفواكه أن الخلايا العصبية الحركية والتي تتحكم بعضلات الذباب تُخرج حويصلات تحتوي على نسبة عالية من مرسال رنا لجين أرك (ام ار ان أي، مرسال الحَمْضُ النَّوَوِيِّ الرِّيبِي(mRNA  والذي يستخدمه الحمض النووي الشبيه بالخلايا الجزئية الوسيطة لصنع بروتين تٌدخله سلسة من الأحماض النووية. وعثر كلا المجموعتين أيضًا على دليل يثبت احتواء قفيصة الأرك على  مرسال رنا لجين أرك ( (mRNAوأن هذه القفيصة تخرج من خلايا عصبية داخل هذه الحويصلة. وعلاوة على ذلك، بيّنَ فريق الدكتور شيفرد أنه كلما كانت الخلايا العصبية أكثر نشاطا تَخرج حويصلات أكثر.

 

أوْحت المزيد من التجارب التي أجراها كلا فريقي الباحثين أن قفيصة الأرك تتصرف مثل الفايروسات بإرسالها مرسال رنّا (mRNA)   إلى الخلايا القريبة منها. وزرع الدكتور شيفرد وزملائه خلايا عصبية لفأرة لا تحتوي على جين أرك في مزارع بيتري (أوعية استزراع تستخدم في المختبرات) مغمورةَ بإما  جين أرك الذي يحتوي على حويصلات أو قفيصة أرك لوحدها. واكتشفوا أن الأرك السابق الأقل خلايا عصبية احتوى على قفيصة وحويصلات واستخدم مرسال رنّا  لأرك mRNA) ) الموجودة داخلها في إنتاج بروتين أرك بأنفسهم. وأخيرًا مثلما الخلايا العصبية تُنتج بروتين الأرك بطبيعتها فهذه الخلايا تُنتج أكثر حينما يزداد نشاطها الكهربائي.

 

إبان ذلك كشف باحثو جامعة ماساتشوستس أن مرسال رنّا لجين أرك والقفيصة تنتقل فقط باتجاه واحد بين خلايا الذبابة – من الخلايا العصبية الحركية إلى العضلات- وأن بروتين الأرك يرتبط بجزء محدد من جزئيات مرسال رنا لجين أرك (mRNA )  يسمى بالخانة غير المترجمة والتي لا تستخدم لإنتاج بروتين أرك. واكتشفوا أيضًا أن الذباب الذي لا يحتوي على جين أرك يُكوّن روابط أقل بين خلاياها العصبية الحركية. وعلاوة على ذلك، يُنشئ الذباب الطبيعي هذه الروابط أكثر حينما تكون خلاياه العصبية أكثر نشاطا، بينما يُخفق الذباب المفتقر لجين أرك في إنشاء ذلك.

 

ويُخطط حاليا كلا فريقا العلماء لدراسة سبب استخدام الخلايا لهذه الاستراتيجية الشبيه بالفايروس لنقل مرسال رنّا لجين أرك ( (mRNA   بين الخلايا وما إذا كان هذا النظام يتيح البروتينات السامة المسؤولة عن مرض الزهايمر بانتشارها في الدماغ. ويأمل الدكتور بدنيك أن هذا البحث سيلقي الضوء على التطويرات لأمراض علم الأعصاب وقد يفضي إلى علاجات جديدة.

إضافة إلى ذلك، يعتقد الدكتور شيفرد أنه من الممكن استخدام قفيصة أرك للهندسة الجينية -الوراثية- ومعالجة الجين والتي تستخدمه الفايروسات حاليًا في إدخال إرشادات جينية- وراثية- جديدة داخل الخلايا. إذ أن الجهاز المناعي للإنسان يهاجم أحيانا هذه الفيروسات مسببًا آثارا جانبية خطيرة، وبسبب أن بروتين أرك يعتبر شيء فطري في جسم الإنسان، قد يتمكن الأطباء من استخدام قفيصة أرك لإيصال المورثات- الجينات- لمعالجة الجين دون إثارة الاستجابة المناعية.

قال الدكتور شيفرد: " يبرز هذا البحث حقيقة أننا غالبًا لا نعلم من أين ستأتي هذه الاكتشافات الرائعة." وأضاف:" نحتاج أن نتبع ما يقودنا إليه العلم".

 

 

تدعم المنظمة الوطنية للصحة النفسية (ان أي ان دي اس NINDS) (MH112766) (NS076364)، والمنظمة الوطنية للعلوم الصحية العامة التابعة لمنظمات الصحة الوطنية (GM77582 and GM112972) أبحاث الدكتور شيفرد. وتدعم أيضًا المنظمة الوطنية للصحة النفسية (MH070000) أبحاث الدكتور بينيك والدكتور طومسون.

 

 

 

القفيصة الفيروسية. جين الذاكرة يتصرف مثل الفايروس، اكتشفا فريقان مستقلان من الباحثين والتي تدعمهما منظمات الصحة الوطنية إمكانية جمع الجين أرك لمادته الجينية -الوراثية- في فايروس شبيه بالقشرة لإيصاله إلى الخلايا القريبة منها.

المصدر: منظمات الصحة الوطنية (إى أي اتشNIH )

 

المصادر:

The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Proteinthat MediatesIntercellular RNA Transfer. Pastuzyn ED, Day CE, Kearns RB, Kyrke-Smith M, Taibi AV, McCormick J, Yoder N, Belnap DM, Erlendsson S, Morado DR, Briggs JAG, Feschotte C, Shepherd JD. Cell. 2018 Jan 11;172(1-2):275-288.e18. doi: 10.1016/j.cell.2017.12.024.
PMID: 29328916

Retrovirus-like Gag Protein Arc1 Binds RNA and Traffics across Synaptic Boutons. 
Ashley J, Cordy B, Lucia D, Fradkin LG, Budnik V, Thomson T. Cell. 2018 Jan 11;172(1-2):262-274.e11. doi: 10.1016/j.cell.2017.12.022. PMID: 29328915

 

المنظمة الوطنية للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية (ان أي ان دي اس، NINDS) تعتبر هي الممول الرئيسي الأممي لأبحاث جهاز الأعصاب والدماغ، ومهمتها البحث عن المعرفة الرئيسة عن جهاز الأعصاب والدماغ واستخدام هذه المعرفة في تقليل أعباء أمراض الأعصاب. ولمعلومات أكثر، اطلع على موقع المنظمة الوطنية للاضطرابات والسكتة الدماغية (NINDS).

 

المنظمة الوطنية للصحة النفسية (ان أي ام اتش، NIMH) : مهمة هذه المنظمة هي نقل إدراك ومعالجة الاضطرابات العقلية من خلال البحث الرئيسي والسريري تمهيدًا للمكافحة والمعافاة والمعالجة. لمعلومات أكثر، اطلع على موقع المنظمة الوطنية للصحة النفسية (NIMH) .

 

المنظمة الوطنية للعلوم الطبية العامة (إن أي جي ام اس، NIGMS): تدعم هذه البحوث الأساسية والتي ترفع من مفهومنا للعمليات الإحيائية- البيولوجية- وتضع الأسس للتقدم في مكافحة وتشخيص وعلاج الأمراض. لمعلومات أكثر، اطلع على موقع المنظمة الوطنية للعلوم الطبية العامة (NIGMS).

 

منظمات الصحة الوطنية ( إن أي اتش، (NIH : تتكون وكالة البحوث الطبية الأممية من 27 منظمة ومركزًا وهي جزء من الولايات الأمريكية المتحدة. قسم الخدمات الإنسانية والصحية. تعد المنظمة الوكالة الاتحادية والأساسية التي تدعم وتدير الأبحاث الطبية الأساسية والسريرية والتحويلية وتدرس أسباب وعلاجات ومعالجة الأمراض المعروفة والنادرة. لمعلومات أكثر عن المنظمة وبرامجها اطلع على موقع منظمات الصحة الوطنية (NIH).

 

تحول المنظمات الصحية الوطنية الاكتشافات إلى صحة.

 

Originally posted on www.nimh.nih.gov by  The National Institute of Mental Health (NIMH(

[https://www.nimh.nih.gov/news/science-news/2018/memory-gene-goes-viral.shtml]

License: CC-BY-SA, translated by Ameenah Alshetwi

 

 

المصدر

 

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

تابعنا
ابحث بالتاق
Please reload

الارشيف
  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

Riyadh, Saudi Arabia

  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

الرياض، المملكة العربية السعودية