دستور توقیف برای ژن های تازه وارد

در نیمه های شب ، هنگامی که آنتون مک کافری زیست شناس دانشگاه استنفورد در بزرگراهی به سمت سانفرانسیسکو رانندگی می کرد، به علت سرعت غیرمجاز از سوی پلیس متوقف شد.

کد خبر: ۱۶۸۲۹

عجله مک کافری به خاطر مشکلی بود که در کبد موشهای آزمایشگاهی به وجود آمده بود. مک کافری درباره موضوعی مطالعه می کند که اگر به نتیجه برسد، می تواند سبب متوقف کردن عمل ژنها، به صورت دلخواه باشد. این کشف بزرگ به یک سیستم ایمنی باستانی در بدن پستانداران برمی گردد و تاکنون تصور می شد بقایای این سیستم ایمنی ، فقط در گیاهان و حشرات وجود داشته باشد. این سیستم ایمنی تازه کشف شده ، سیستم تداخل RNA یا به اختصار RNAi نام دارد و مطالعه درباره قابلیت های بالقوه آن ، به صورت یکی از فعال ترین زمینه های زیست شناسی درآمده است . با توجه به احتمال موفقیت بسیار زیاد نتایج حاصل از مطالعه بر این سیستم ایمنی و در نتیجه تولید داروهای جدید، هم اکنون بسیاری از آزمایشگاه های زیست شناسی در نقاط مختلف جهان و تعداد زیادی از شرکتهای خصوصی که در زمینه زیست شناسی فعالیت می کنند، امکانات خود را برای پژوهش های تازه در این باره متمرکز کرده اند. کشف این سیستم ایمنی ، مانند بسیاری از اکتشافات علمی به صورت تصادفی اتفاق افتاد. ده سال پیش 2زیست شناس به نامهای ریچارد یورگنسن و جوزف مول که در دانشگاه آزاد آمستردام روی ژنهای مسوول تولید رنگ در گلها تحقیق می کردند، متوجه شدند افزودن یک ژن اضافی به ساختار ژنتیکی گلها، باعث می شود گیاه توانایی تولید رنگ اصلی خود را از دست بدهد. این کشف باعث حیرت دانشمندان شد؛ چون تا آن زمان چنین تصور می شد که افزودن ژنهای تازه ، باید باعث ازدیاد فعالیت ژنتیکی اندام واره های حیاتی شود، نه این که در کار آنها اختلال ایجاد کند. پس از مدتی ، مشابه این پدیده در جانداران ابتدایی مثل کرمها و حشرات هم دیده شد و محققان با حیرت متوجه شدند، نه تنها اضافه کردن ملکول های کامل DNA، که حتی افزودن بخشهای ناقص پیام برنده های RNA، باعث می شود تا از میزان فعالیت ژنتیکی اندام واره ها کاسته شود. هر ژن درون کروموزم موجود در هر سلول ، از 2رشته DNA که به صورت یک مارپیچ دو گانه شکل گرفته ، ساخته شده است . هر یک از این رشته ها از بخشهایی که به اصطلاح واژه های حیات نامیده می شوند و به صورت اختصاری نام چهار آنزیم آدنوزین (A)، گرانین (G)، سیتوزین (C) و تنین (T)هستند، نمایش داده می شوند. هر یک از این حروف بر روی یک رشته با حرف مینی بر رشته دیگر پیوند برقرار می کند و به تعبیری مانند قفل و کلید و به صورت نمادین مانند یک زیپ 2رشته جدا را به هم متصل می کند. در این صورت A با T و G با C جفت یا زیپ می شوند، که به این ترتیب رشته حیات به وجود می آید. هر بار که کلید یک ژن روشن می شود، ژن مثل یک دستگاه فتوکپی ، نمونه ای از حروف خود را بر روی یک رشته از ملکول پیام برنده RNA حک می کند. ملکول RNA کم و بیش شبیه ملکول DNA است ؛ با این تفاوت جزیی که به جای T با واژه U جایگزین شده است. ملکول RNA که نمونه حروف ژن روی آن چاپ شده است ، ملکول پیام برنده نامیده می شود؛ چون این نمونه حروف را به همراه خود به کارخانه پروتئین سازی درون سلول که ریبونزوم (5) نام دارد، می برد و با ارائه این نمونه حروف به پروتئین سازها می گوید که با کدام اسیدهای آمینه ، اقدام به تولید پروتئین مورد نظر کنند. این پروتئین به وسیله ژن اولیه رمز می شود. به این ترتیب اطلاعات ژنتیکی از ملکول DNA به ملکول RNA منتقل می شود و از آنجا برای تولید پروتئین مورد استفاده قرار می گیرد. مدلی که گفته شد، دیدگاهی بود که تا پیش از اکتشاف اخیر دربین همه زیست شناسان پذیرفته شده بود. براساس این مدل ، نقش ملکول RNA در حد یک پیام برنده محدود بود؛ اما اکتشاف اخیر، تصویر جامعی از واقعیت درون سلولی دراختیار دانشمندان قرار می دهد. محققان متوجه شدند زمانی که یک ژن به یک سلول اضافه می شود، هر یک از ژنهای اولیه خود سلول که دارای رشته مشابهی از واژه های ژنتیکی بوده اند، از کار باز می مانند؛ به اصطلاح کلیدشان خاموش می شود. مطالعات نشان داده است ، ملکول RNA این ژنها، بیش از این که فرصت کنند پیام خود را برای تولید پروتئین ها انتقال دهند، از میان می روند؛ اما هنوز برای دانشمندان معلوم نبود که چرا انتقال اطلاعات از ملکول DNA به کارخانه پروتئین سازی ، به این صورت متوقف می شود. گام بزرگ بعدی 4سال قبل و با اکتشاف نکته مهم دیگری در این زمینه برداشته شد. پژوهشگران دانشگاه MIT دریافتند یک عامل بسیار قدرتمند در از کارانداختن ملکول های RNA درون سلولها، یک رشته مارپیچ دوگانه از ملکول های RNA است که در بدن برخی از ویروس ها پیدا می شود. دانشمندان متوجه شدند سلولها به محض آن که با حمله ویروس های دارای این رشته های مارپیچ دوگانه مواجه می شوند، به منظور جلوگیری از سوئاستفاده امکانات درونی خود، دستور توقف عمل ژنهایی را که ساختار مشابه ساختار ژن تازه وارد دارد، صادر می کنند.