السرطان وعلاقته بجينات الفيلة، يحدد العلماء الذين يصممون الجين p53 الكابح للسرطان، كيف يتم تنشيط 20 جزيئاً مختلفًا فريدًا للفيلة لزيادة الحساسية. وأيضاً الاستجابة للحالات المسببة للسرطان – مع تداعيات على علاجات السرطان لدى البشر.
استخدم علماء من سبع مؤسسات بحثية. بما في ذلك جامعة أكسفورد وجامعة إدنبرة. نمذجة المعلومات الحيوية الرائدة للتحقيق في التفاعلات الجزيئية لبروتين ب53 المعروف بأنه يوفر الحماية ضد السرطانات.
يقدم البحث، الذي نُشر في مجلة علم الأحياء الجزيئي والتطور. رؤى جديدة للتفاعلات الجزيئية التي يمكن أن تساعد الناس على أن يصبحوا أقل عرضة للإصابة بالسرطان.
يتم تكرار الخلايا بشكل روتيني، مع استبدال الخلايا الجديدة بالخلايا القديمة. وتحتوي كل خلية جديدة على نسخ جديدة من الحمض النووي. يجب أن تكون هذه الخلايا الجديدة نسخًا طبق الأصل من الخلايا القديمة. لكن الطفرات تحدث إذا قامت البروتينات بشكل خاطئ بتكرار ونسخ الحمض النووي.
يتم إصلاح معظم الأخطاء على الفور بواسطة الخلية. على الرغم من أن عدد الطفرات ونوعية الإصلاحات يتأثران بالظروف الجينية والخارجية/المعيشية. يمكن للمركبات السامة، والإجهاد، والظروف المعيشية السيئة، والشيخوخة أن تزيد من معدل الطفرات.
إقرأ هنا: علماء يطورون أفاتار للأورام السرطانية لاختبار أدوية السرطان
تراكم الطفرات، وكيف تنجح جينات الفيلة بتجنيبها هذه المشكلة
الأورام الناتجة عن تراكم مثل هذه الطفرات الجينية تزيد من مخاطرها مع تقدم العمر – ولكن على عكس البشر، يبدو أن الأفيال تخالف هذا الاتجاه. على الرغم من حجم الجسم الكبير ومتوسط العمر المتوقع مقارنة بالبشر، يقدر معدل وفيات الأفيال بالسرطان بأقل من 5٪ (بدلاً من 25٪ عند البشر). يربط العلماء مقاومة الأفيال العالية للسرطان بعشرين نسخة من الجين ب53 – “حارس الجينوم” – مقارنةً بالجين ب53 الوحيد الموجود في الثدييات الأخرى.
قال المؤلف المشارك البروفيسور فريتز فولراث، قسم علم الأحياء بجامعة أكسفورد وأمين مؤسسة “أنقذوا الفيلة”، توضح هذه الدراسة المعقدة والمثيرة للفضول مدى وجود الأفيال أكثر من الحجم المثير للإعجاب ومدى أهمية أننا لا نحافظ عليها فقط. ولكن أيضًا ندرس هذه الحيوانات المميزة بتفاصيل دقيقة. بعد كل شيء، فإن علم الوراثة وعلم وظائف الأعضاء مدفوعين بالتاريخ التطوري بالإضافة إلى البيئة والنظام الغذائي والسلوك اليوم.
إقرأ هنا: العثور على مكونات ميكروبلاستيكية في الدم البشري
السرطان وعلاقته بجينات الفيلة وما هو الدور الدقيق لـ ب53
يلعب ب53 دورًا رئيسيًا في تنظيم آليات إصلاح الحمض النووي ويقمع نمو الخلايا غير المنضبط. ينشط البروتين عندما يتلف الحمض النووي ويساعد على تنظيم استجابة توقف تكاثر الحمض النووي مؤقتًا. وإصلاح أي نسخ غير مصححة من الخلية. في الخلايا المنسوخة ذات الحمض النووي غير التالف، يكون نشاط إصلاح البروتين ب53 غير ضروري ويتم تعطيله بواسطة بروتين آخر، وهو الجين الورمي “MDM2 E3 ubiquitin ligase”.
يعد التفاعل المنظم، أو المصافحة، بين (ب53 – أم دي أم 2) ضروريًا لتقسيم الخلايا السليمة وتكرارها، وإصلاح الخلايا التالفة، وتدمير الخلايا مع إصلاحات فاشلة أو تلف واسع النطاق.
قد يبدو الفيل موهوبًا وراثيًا بأربعين أليلات، أو نسخة، من جيناته العشرين ب53، لكن كل منها مختلف قليلاً من الناحية الهيكلية، مما يمنح الفيل نطاقًا أوسع بكثير من التفاعلات الجزيئية المضادة للسرطان من الإنسان الذي يحتوي على أليلين فقط من جين واحد.
باستخدام التحليل الكيميائي الحيوي والمحاكاة الحاسوبية، وجد الباحثون اختلافات رئيسية في تفاعل المصافحة بين الأشكال الإسوية ب53 المختلفة للفيل و أم دي أم 2.
تؤدي الاختلافات الطفيفة في التسلسل الجزيئي إلى بنية جزيئية مختلفة لكل جزيء من جزيئات ب53. تغير الاختلافات الهيكلية الصغيرة الشكل ثلاثي الأبعاد للشكل الإسوي وتغير بشكل كبير وظيفة المصافحة بين ب53 و أم دي أم 2.
وجد فريق البحث أنه نتيجة للتغيرات في تسلسل الترميز والبنية الجزيئية ، فقد أفلت عدد من ب53 من التفاعل مع أم دي أم 2 الذي كان سيؤدي عادةً إلى تعطيلها. النتائج هي الأولى التي تظهر أن الأشكال الإسوية ب53 المختلفة الموجودة في الفيل لا تتحلل أو تعطل بواسطة أم دي أم 2 – على عكس البشر.
إقرأ هنا: عضو اصطناعي بحجم الشريحة الدقيقة
كيف سيساعدنا هذا الإكتشاف على مكافحة الإصابة بالسرطان
قال المؤلف المشارك البروفيسور روبن فاهرايوس، إنسرم، باريس: “هذا تطور مثير لفهمنا لكيفية مساهمة ب53 في منع تطور السرطان. في البشر، يكون نفس البروتين ب53 مسؤولاً عن تحديد ما إذا كان يجب على الخلايا التوقف عن التكاثر أو الدخول في موت الخلايا المبرمج. لكن كيف يجعل ب53 هذا القرار يصعب توضيحه. يوفر وجود العديد من الأشكال الإسوية ب53 في الأفيال بقدرات مختلفة للتفاعل مع أم دي أم 2 طريقة جديدة ومثيرة لإلقاء الضوء على نشاط مثبط الورم في ب53.
إن فهم المزيد حول كيفية تنشيط جزيئات ب53 ومتى يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة الحساسية والاستجابة للحالات المسببة للسرطان هو احتمال مثير لمزيد من البحث في تنشيط ب53 والعلاجات الدوائية المستهدفة في البشر.
لاحظ المؤلف المراسل، الدكتور كونستانتينوس كاراكوستيس، جامعة برشلونة المستقلة:”من الناحية المفاهيمية، فإن تراكم أحواض ب53 المعدلة هيكليًا؟ بشكل جماعي أو تآزري مشترك في تنظيم الاستجابات للضغوط المتنوعة في الخلية؟ يؤسس نموذجًا ميكانيكيًا بديلًا لتنظيم الخلية ذات الإمكانات العالية. أهمية للتطبيقات الطبية الحيوية.”
الورقة العلمية الكاملة، “طور الفيل p53 الأشكال الإسوية التي تفلت من القمع والسرطان بوساطة mdm2” متاحة هنا.
للمزيد: شرب القهوة يقلل من إحتمالية الوفاة المبكرة، أثبتت دراسة مثيرة للإهتمام ذلك
