ساخت مولکولی که از DNA میتوکندری در برابر آسیب‌ها محافظت میکند!

به گزارش مجله خبری نگار/برنا،دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید موفق به ساخت یک کاوشگر شیمیایی شده‌اند که می‌تواند DNA میتوکندریایی را در برابر آسیب‌های سمی محافظت کند و بدین ترتیب احتمال بروز بیماری‌های مزمن از جمله آلزایمر و نارسایی قلبی را کاهش دهد.

DNA میتوکندری (mtDNA) که در ساختار‌های تولید انرژی سلول جای دارد، نقش حیاتی در عملکرد‌های حیاتی مانند تولید انرژی ایفا می‌کند. برخلاف DNA هسته سلول که بیشترین دستورالعمل‌های ژنتیکی بدن را در خود دارد، mtDNA مجموعه‌ای کوچک‌تر، اما بسیار مهم از ژن‌ها را در خود جای داده است. آسیب دیدن این DNA کوچک به دلیل عوامل محیطی مانند آلودگی یا مواد شیمیایی سمی، اغلب به جای تعمیر، منجر به تخریب آن شده و در نهایت باعث التهاب و اختلال در بافت‌ها می‌شود.

به گزارش scitechdaily این مطالعه پژوهشگران به جای تمرکز بر تعمیر آسیب‌ها، مولکولی شیمیایی طراحی کرده‌اند که به محل‌های آسیب دیده متصل شده و فعالیت آنزیم‌هایی که موجب تخریب DNA می‌شوند را مسدود می‌کند. این کاوشگر دو بخش کلیدی دارد؛ بخشی که آسیب DNA را تشخیص می‌دهد و بخش دیگر که آن را به طور اختصاصی به میتوکندری می‌رساند تا DNA هسته سلول دست‌نخورده باقی بماند.

به گفته لین‌لین ژائو، استاد شیمی دانشگاه ریورساید و رهبر این پروژه در سلول‌ها مسیر‌های تعمیر وجود دارد، اما تخریب DNA بیشتر از تعمیر رخ می‌دهد. استراتژی ما جلوگیری از از دست رفتن DNA پیش از بروز مشکل است.

در آزمایش‌های آزمایشگاهی و روی سلول‌های زنده، کاوشگر توانست به طور چشمگیری از کاهش mtDNA پس از مواجهه با آسیب‌های مصنوعی شبیه‌سازی شده جلوگیری کند. این آسیب‌ها شبیه به اثرات مواد سمی مانند نیتروزآمین‌ها هستند که در غذا‌های فرآوری شده، آب و دود سیگار وجود دارند.

حفظ میزان بالای mtDNA می‌تواند برای حفظ تولید انرژی در بافت‌های حساس مانند قلب و مغز اهمیت ویژه‌ای داشته باشد.

کاهش mtDNA با بیماری‌های متعددی از جمله سندرم‌های کمبود میتوکندری چندعضوی، بیماری‌های مزمن التهابی مانند دیابت، آلزایمر، آرتریت و بیماری‌های التهابی روده مرتبط است. نشت قطعات mtDNA به خارج از میتوکندری موجب تحریک پاسخ‌های ایمنی و التهاب می‌شود.

ژائو می‌گوید: اگر بتوانیم DNA را در داخل میتوکندری حفظ کنیم، می‌توانیم از سیگنال‌های التهابی جلوگیری کنیم.

محققان همچنین دریافتند که افزودن این مولکول شیمیایی به DNA عملکرد آن را مختل نمی‌کند و فرآیند رونویسی DNA به RNA و تولید پروتئین‌ها همچنان برقرار است. این موضوع راه را برای کاربرد‌های درمانی جدید باز می‌کند.

این پروژه حاصل بیش از دو سال تحقیق روی فرآیند‌های سلولی مرتبط با تنظیم mtDNA است. اگرچه مطالعات بیشتری برای بررسی کاربرد بالینی آن لازم است، این مولکول رویکردی نوین در حفاظت از ژنوم در شرایط استرس‌زا ارائه می‌دهد.

ژائو در پایان می‌گوید: این یک روش شیمیایی پیشگیرانه است، نه فقط ترمیمی. روشی جدید برای دفاع از ژنوم در برابر استرس.

نتایج این تحقیق در مجله بین‌المللی انجمن شیمی آلمان (Angewandte Chemie International Edition) منتشر شده است.