اختلال در سنتز پروتئین ممکن است بر رشد تومور تأثیر بگذارد

به گزارش مجله خبری نگار، در طول سنتز پروتئین یا ترجمه، اطلاعات ژنتیکی رونویسی شده به mRNA سلول، اتصال اسید‌های آمینه، بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها را هدایت می‌کند. همانطور که ماشین ترجمه در امتداد زنجیره نوکلئوتید‌هایی که mRNA را تشکیل می‌دهند حرکت می‌کند، آنها را در گروه‌های سه تایی به نام کدون شناسایی می‌کند. هر کدون مربوط به یک اسید آمینه خاص است.

کدون‌های خاصی به ماشین ترجمه می‌گویند که از کجا شروع کند و کجا متوقف شود. اما گاهی اوقات، مانند یک راننده بی‌احتیاط که از چراغ قرمز عبور می‌کند، این ماشین یک کدون توقف را از دست می‌دهد و در نهایت پروتئینی طولانی‌تر از آنچه در نظر گرفته شده است تولید می‌کند. به این حالت، بازخوانی کدون توقف می‌گویند.

ساندیپ اسواراپا، دانشیار گروه بیوشیمی (BC) در موسسه علوم هند (IISc)، توضیح می‌دهد: «با این زائده اضافی، پروتئین می‌تواند محل قرارگیری متفاوت، پایداری متفاوت و حتی عملکرد متفاوتی داشته باشد.»

در مطالعه‌ای که در مجله علوم سلولی منتشر شد، تیم اسواراپا بر روی ژنی که پروتئین FEM۱B را کد می‌کند، تمرکز کردند. آنها نشان می‌دهند که چگونه خواندن mRNA‌ی FEM۱B نقش کلیدی در چرخه سلولی دارد که بر تکثیر سلول‌های سرطانی و رشد تومور تأثیر می‌گذارد.

پروتئین FEM۱B بخشی از کمپلکسی است که پروتئین‌های دیگر را برای تخریب علامت‌گذاری می‌کند. وظیفه آن اطمینان از علامت‌گذاری پروتئین‌های مناسب است. این کمپلکس پروتئین‌های کلیدی دخیل در بسیاری از فرآیند‌های سلولی را هدف قرار می‌دهد، که یکی از آنها چرخه سلولی است که سرعت تولید مثل سلول‌ها را کنترل می‌کند.

در این مطالعه، دانشمندان دریافتند که خواندن کدون پایان باعث می‌شود دستگاه ترجمه، نسخه‌ای طولانی‌تر و ناپایدارتر از FEM۱B ایجاد کند. از قضا، این امر خود FEM۱B را برای تخریب علامت‌گذاری می‌کند و منجر به کاهش سطح پروتئین می‌شود. این تیم دریافتند که یک توالی خاص از نوکلئوتید‌ها در دم ژن FEM۱B این خواندن را هدایت می‌کند.

سپس این تیم تحقیقاتی به دنبال این بودند که چگونه این امر بر رشد سلول‌های سرطانی، که از ویژگی‌های بارز این بیماری کشنده است و همان تکثیر کنترل‌نشده سلول‌ها است، تأثیر می‌گذارد. در رده‌های سلولی سرطانی کشت‌شده در آزمایشگاه، آنها از سیستم CRISPR-Cas۹، یک «قیچی مولکولی» رایج، برای برش توالی کنترل‌کننده خواندن از ژن FEM۱B استفاده کردند.

مسدود شدن خوانش منجر به افزایش سطح پروتئین FEM۱B و در نتیجه افزایش تخریب پروتئین‌های هدف و همچنین کند شدن چرخه سلولی شد. این امر منجر به کاهش تکثیر سلول‌های سرطانی شد.

نور اختر، نویسنده‌ی اصلی مقاله، می‌گوید: «این موضوع تعجب‌آور بود، زیرا به مطالعه اهمیت بالینی می‌داد.» سپس این تیم، رده‌های سلولی سرطانی دارای نقص در خوانش را به یک مدل موش وارد کردند و دریافتند که تومور‌های بعدی کندتر رشد می‌کنند.

محققان پس از بررسی مجموعه داده‌های موجود در دسترس عموم از افراد مبتلا به سرطان، دریافتند که بیان بالاتر ژن FEM۱B با افزایش احتمال بقا مرتبط است که با فرضیه آنها مطابقت دارد.

وقتی آنها تکامل ژن FEM۱B را بررسی کردند، متوجه شدند که به نظر می‌رسد فرآیند خواندن مختص انسان‌ها و شامپانزه‌ها است. آنها فکر می‌کنند که این نقص ممکن است به دلیل درج یک نوکلئوتید واحد در زیر اولین کدون پایان رخ داده باشد، تغییر کوچکی که حدود ۱۰ میلیون سال پیش، زمانی که انسان‌ها و شامپانزه‌ها از سایر نخستی‌ها جدا شدند، رخ داده است.

نویسندگان معتقدند که این ممکن است یکی از عواملی باشد که در افزایش آسیب‌پذیری انسان در برابر سرطان در مقایسه با سایر نخستی‌سانان نقش دارد.

تیم اسواراپا هنوز در مورد چگونگی دقیق خواندن کدون پایان سردرگم است. آنها در تلاشند تا مکانیسم‌های مولکولی دخیل در این امر را شناسایی کنند، که به اختصاصی‌تر شدن هر رویکرد درمانی کمک می‌کند. او می‌افزاید: «اگر مکانیسم را بشناسیم، می‌توانیم فرآیند خواندن را هدف قرار داده و تنظیم کنیم، که به نوبه خود ممکن است به کنترل پیشرفت تومور کمک کند.»