مقابله با پیری و سرطان با کشف ساختار یک آنزیم

به گزارش ایسنا و به نقل از تک‌تایمز، محققان یک ساختار دقیق‌تر از آنزیم "تلومراز"(telomerase) را که با پیری سلولی ارتباط دارد، کشف کردند.

تلومراز یک آنزیم است که به حفظ تلومرها کمک می‌کند. تلومرها کلاهک‌هایی در انتهای هر رشته DNA هستند که از کرونوموز محافظت می‌کنند.

تلومرها مانند قطعه‌های پلاستیکی در انتهای بندهای کفش هستند که بدون آنها، بندهای کفش به تدریج ساییده شده و غیرقابل استفاده می‌شوند و دیگر قادر به انجام کار خود نیستند.

تلومراز نوعی آنزیم است که یک ریبونوکلئوپروتئین نیز می‌باشد و با الگو قراردادن بخش اسیدریبونوکلوئیکی خود، توالی‌های تکراری تلومر را به پایانه رشته پیرو متصل کرده و این بخش اضافه برای سنتز پرایمر جدید الگو قرار گرفته و همانندسازی انتهای DNA کامل می‌شود.

تلومر (Telomere) نیز پایانه فیزیکی کروموزوم‌های خطی می‌باشد که از یک توالی غیر کدکننده تشکیل شده است.

تلومر در پستانداران مرکب از تعداد متغیری توالی‌های تکراری، با رمز TTAGGG می‌باشد. توالی تکرار شونده تلومری در سایر جانداران نیز دارای فرمول کلی مشابهی است که این شباهت نشان‌دهنده نقش حیاتی و در نتیجه محفوظ باقی‌ماندن ساختار تلومر می‌باشد.

کشف کارکرد تلومر و آنزیم تلومراز در دهه 1990 توسط سه دانشمند آمریکایی به نام‌های "الیزابت بلک‌برن"، خانم "کرول گریدر" و آقای "جک زوستاک"، منجر به اهدای جایزه نوبل سال 2009 به این سه نفر شد.

با وجود اینکه تلومر به صورت DNA دورشته‌ای (Double strand) است، اما در انتهایی‌ترین منطقه یک توالی کوتاه ( 14 تا 16 نوکلوئیدی ) غنی از T و A دارد که با جفت شدن با یک ناحیه داخلی‌تر، تلومر ساختاری به نام حلقهT یا T-loop بوجود می‌آید که با اتصال پروتئین‌های متصل شونده به تلومر تثبیت می‌گردد. تلومرها با گذشت سن به تدریج از بین می‌روند تا زمانی که دیگر هیچ چیزی باقی نماند. به همین دلیل است که نشان دهنده پیری سلولی است. هرچه تلومر کوتاه‌تر باشد، سلول‌ها قدیمی‌تر و فرد پیرتر است. محققان مدت‌ها به دنبال یک ارتباط میان تلومراز و پیری و سرطان بودند. از آنجا که تلومراز با پیری مرتبط است، محققان امیدوارند بتوانند از آن در مقابله با پیری استفاده کنند.

اگر محققان می‌دانستند ساختار دقیق تلومراز به چه شکل است، توسعه داروهای مبتنی بر تلومراز آسان‌تر بود. به عنوان مثال، ساختار و شکل تلومراز می‌تواند نکاتی را در نحوه ترکیب داروها یا چگونگی تعامل آن با دارو ارائه دهد.

در این تحقیق جدید، دانشمندان کشف کردند که تلومراز چه شکلی است. "تی هوانگ دونگ"، از دانشگاه "برکلی کالیفرنیا" و همکارانش ساختار تلومراز را به طور دقیق توصیف کردند.

هنوز هیچ داروی ضد پیری و سرطان بر پایه تلومراز توسعه نیافته است. با این حال، محققان می‌گویند که این تصویر دقیق از ساختار مولکولی تلومراز می‌تواند توسعه داروهایی را که بتواند سرطان را متوقف کند و در پیری تاخیر ایجاد کند، ممکن سازد.

"دونگ" گفت: بهترین تصاویر قبلی از تلومراز انسان، دارای وضوح تنها 30 انگستروم بود. ما توانستیم با استفاده از میکروسکوپ الکترونی این وضوح را به 7 تا 8 انگستروم برسانیم.

وی افزود: وقتی به نقطه‌ای رسیدیم که تمام زیرمجموعه‌ها(در مجموع 11 زیرواحد پروتئین) را می‌دیدیم، لحظه‌ای بود که با خود گفتیم، وای خدای من، این تصویری از چگونگی تعامل و هماهنگی آنها با یکدیگر است.

محققان می‌گویند که این ساختار تازه کشف شده، هنوز جزئیات دقیقی ندارد، اما همراه با شناخت ژن دنباله تلومراز، می‌تواند اطلاعات کافی ارائه دهد که راه درمان‌های مبتنی بر تلومراز را فراهم کند.

محققان در مطالعه خود خاطرنشان کردند که حرکت در جهت به کارگیری بالینی تلومراز معطل فقدان داده‌های دقیق ساختاری از آن بوده است.

محققان نوشتند: یافته‌های ما یک چارچوب ساختاری برای درک دگرگونی‌های بیماری تلومراز انسان ارائه کرده و گام مهمی در جهت دستیابی به درمان‌های بالینی مرتبط با تلومراز است.

این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.