اكتشاف بروتين قد يؤثر على علاج سرطان الدم

اكتشف باحثون من جامعة نورث وسترن وظيفةً لم تُرصد من قبل لبروتين موجود في نوى خلايا جميع النباتات والحيوانات.

فبالإضافة إلى تصدير المواد من النواة، يبدو أن هذا البروتين، المسمى Exportin-1 (ويُسمى أيضًا Xpo1 أو Crm1)، يلعب دورًا في تعزيز نسخ الجينات، وهي العملية التي تُنتج نسخًا متماثلة من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (RNA) لخيوط الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) للتعبير عن الجينات.

يمكن لعوامل النسخ، التي تنظم عملية النسخ، أن تُوجِّه الجينات للتفاعل مع مُعقَّد المسام النووية، الذي يعمل كقناة لدخول الجزيئات إلى النواة أو خروجها منها.

وقد وجد الباحثون أن بروتين Exportin-1 يُشكِّل رابطًا بين الاثنين، فمن خلال ربط عوامل النسخ - ومعها مئات الجينات - ببروتينات المسام النووية، تنتقل الجينات إلى حافة النواة، مما يُحفِّز تعبيرًا جينيًا أقوى.

قال جيسون بريكنر، أستاذ العلوم البيولوجية الجزيئية، الذي قاد الدراسة: "نظرًا لأن بروتين إكسبورتين-1 غالبًا ما يُعبَّر عنه بشكل مفرط في أنواع السرطان وسرطان الدم، فإن هذا العمل يُثير أيضًا احتمالية أن تكون هذه الوظيفة المُكتشفة حديثًا مهمة في تعزيز نمو السرطان ".

وأضاف: "يُقدم هذا العمل تفسيرًا جزيئيًا لظاهرة اكتشفتها قبل 20 عامًا، وهي انتقال الجينات إلى المحيط النووي عند تفعيلها".

تفاصيل الدراسة

ركّز بريكنر، الذي أمضى 20 عامًا في البحث في قسم العلوم الحيوية الجزيئية بكلية واينبرج للفنون والعلوم بجامعة نورث وسترن، بشكل رئيسي على الخميرة، وهي كائن حيّ يصفه بأنه "نموذج ممتاز للخلايا حقيقية النواة "، إذ تحتوي نواتها على العديد من الخصائص التي تتواجد في جميع النباتات والحيوانات والفطريات.

ولأن إكسبورتين-1 موجود في جميع هذه الكائنات، فإن طريقة تفاعله مع الجينوم قد تكون صحيحة في جميع حقيقيات النواة.

استخدم الفريق متعدد التخصصات والمؤسسات مجموعة متنوعة من الأساليب لكشف وظائف Exportin-1 المحددة في الخميرة المتبرعمة، بما في ذلك تتبع الجزيء الفردي، وتحديد موقع الكروماتين في الخلايا الحية، ورسم خرائط الجينوم على نطاق واسع والكيمياء الحيوية.

وقد تساعد هذه النتائج غير المتوقعة، التي نشرت في مجلة Molecular Cell، العلماء الآخرين في سعيهم إلى تطوير أدوية جديدة تعمل على إعاقة نمو السرطان دون الإضرار بالوظيفة الخلوية الصحية.

قالت تيفاني جي، المؤلفة الرئيسية للدراسة: "يُعبَّر عن إكسبورتين-1 بإفراط في العديد من أنواع سرطان الدم والسرطانات. ولأنه يرتبط بالجينوم، فقد يُغيِّر عملية النسخ لتعزيز تكوُّن الأورام".

وأضافت: "تُعطى مثبطات إكسبورتين-1 للمرضى الذين لا يستجيبون للعلاجات الكيميائية من الخط الأول أو الثاني، لكن هذه العلاجات شديدة السمية ولها آثار جانبية عديدة لأنها تمنع تصدير الخلايا النووية بالكامل، وهي وظيفة أساسية للخلايا".

يُشير فهمٌ مُجدَّد للدور المزدوج للبروتين إلى احتمال أن يُعزِّز الإفراط في التعبير عنه تطور السرطان من خلال تعزيز التعبير عن الجينات المسؤولة عن انقسام الخلايا، ويمكن أن يُؤدِّي تثبيط هذه العملية دون التأثير على التصدير النووي إلى إنتاج أدوية أفضل، إلا أنه لم يُختَبَر بعد ما إذا كان دور Exportin-1 في النسخ أساسيًا أيضًا، وما إذا كان سيُعطي الأدوية تأثيرًا سامًا مماثلًا.

قبل النظر في تطوير الدواء، يأمل الباحثون في التأكد من أن التفاعل بين عوامل النسخ وExportin-1 يمكن تعميمه عبر الأنواع، فضلاً عن تحديد تفاصيل التفاعل الجزيئي بشكل أفضل.