تحقیقات UT Southwestern می تواند به روش های جدیدی برای کنترل تنظیم ژن منجر شود

محققان مرکز پزشکی UT Southwestern روشی را کشف کرده‌اند که سلول‌ها برای روشن و خاموش کردن ژن‌ها استفاده می‌کنند که شامل بخش‌هایی از پروتئین‌هایی است که عملکرد آنها مدت‌ها یک راز بوده است. یافته ها، گزارش شده در سلول، می تواند به راه های جدیدی برای کنترل تنظیم ژن منجر شود و ممکن است روزی به درمان های جدیدی برای طیف گسترده ای از بیماری ها منجر شود.

ما فکر می کنیم که این احتمالاً فقط نوک کوه یخ است. فعل و انفعالات بین این نواحی بی نظم از پروتئین ها تا حد زیادی نادیده گرفته شده است زیرا مشخص نبود که چگونه کار می کنند. اکنون، آنها دنیای جدیدی از تعاملات نظارتی را باز می کنند که ما قبلاً از وجود آن بی اطلاع بودیم.”

بنیامین صابری، دکتری، استادیار مرکز سیسیل اچ و آیدا گرین برای علوم زیست‌شناسی تولید مثل و گروه‌های زیست‌شناسی مولکولی و زنان و زایمان در UT Southwestern

دکتر ع.س. صابری همچنین عضو مرکز جامع سرطان هارولد سی. سیمونز است.

دکتر ساباری این مطالعه را با دانشجوی فارغ التحصیل Heankel Lyons و همکاران فوق دکتری Reshma T. Veettil، Ph.D. و Prashant Pradhan، Ph.D. که همگی اعضای آزمایشگاه Sabari هستند، رهبری کردند. این مطالعه اولین تحقیق منتشر شده مستقل آزمایشگاه است.

دکتر ساباری توضیح داد که کار پیشگامانه توسط دیگران در UTSW و جاهای دیگر در دهه گذشته نشان داده است که پروتئین‌های خاصی در داخل سلول‌ها در موجودیت‌هایی به نام میعانات زیست مولکولی با هم تقسیم می‌شوند. نشان داده شد که مناطق نابسامان ذاتی (IDR) این پروتئین ها – بخش هایی بدون ساختار سه بعدی تعریف شده – در تشکیل این میعانات نقش دارند. با این حال، اینکه چگونه فعل و انفعالات واسطه‌شده توسط این IDR‌ها، مجموعه‌های خاصی از پروتئین‌ها را تقسیم‌بندی می‌کنند و اینکه آیا این سازمان عملکردی دارد، ناشناخته بود.

برای پاسخ به این سؤالات، دکتر صابری و همکارانش بر روی MED1 تمرکز کردند، پروتئینی که بخشی از مجموعه ای را تشکیل می دهد که در رونویسی نقش دارد، مرحله ای مهم در فرآیندی که از طریق آن ژن ها پروتئین تولید می کنند. MED1، که دارای یک IDR بزرگ است، به عنوان بخشی از برخی از میعانات زیست مولکولی شناخته شده است. همچنین با سرطان سینه مثبت گیرنده استروژن مرتبط است.

برای تعیین اینکه کدام پروتئین‌های دیگر به MED1 در میعانات می‌پیوندند و کدام‌ها مستثنی هستند، محققان سلول‌های انسانی را باز کردند تا محتویات آن‌ها را در معرض دید قرار دهند و میعانات را در حضور این ماده استخراج‌شده با اسپک کردن در IDR MED1 بازسازی کردند. آنها سپس میعانات MED1 را جدا کردند و از تکنیک های تحلیلی برای تعیین پروتئین های موجود در میعانات و پروتئین های باقی مانده استفاده کردند.

نتایج آنها نشان داد که پروتئین های موجود در این میعانات MED1 برای تنظیم کننده های مثبت رونویسی غنی شده بودند، در حالی که تنظیم کننده های منفی کنار گذاشته شدند.

تحقیقات بیشتر نشان داد که پروتئین‌های موجود در میعانات MED1 حاوی IDR با ویژگی‌های توالی مشترک داشتن بلوک‌های متناوب بار مثبت و منفی هستند. هنگامی که محققان IDR ها را از برخی پروتئین های موجود حذف کردند، دیگر نمی توانستند به میعانات بپیوندند. برعکس، زمانی که محققان IDR ها را به پروتئین های حذف شده اضافه کردند، آنها بخشی از میعانات شدند.

دکتر صابری گفت که کدام پروتئین در میعانات حاوی عواقب عملکردی است. هنگامی که تنظیم کننده های منفی به میعانات MED1 می پیوندند یا زمانی که تنظیم کننده های مثبت دسترسی خود را از دست می دهند، سلول ها دیگر نمی توانند رونویسی لازم برای وظایف خاص سلولی را انجام دهند.

درک اینکه چگونه فعل و انفعالات بین IDR های مختلف در میعانات در این بیماری ها بی نظم می شود و یافتن راه هایی برای تغییر برهمکنش آنها می تواند روزی منجر به دسته جدیدی از درمان ها برای این شرایط شود.

دکتر صابری گفت: در UTSW، امکانات و همکاران متخصصی وجود دارد که می‌توان غربالگری مولکول‌ها یا پپتیدهای کوچکی را که می‌توانند این فعل و انفعالات IDR را که در داخل میعانات اتفاق می‌افتد، مختل کنند، وجود دارد، که ما قصد داریم از آن بهره ببریم.

سایر محققان UTSW که در این مطالعه مشارکت داشتند، کریستی فورنرو، نانسی د لا کروز و میکایلا اپرت هستند.