تحقیقات نشان می دهد شکست در صدور مجوز تکثیر DNA می تواند سلول ها را بکشد یا آنها را سرطانی کند. این یافته می تواند به رویکرد علمی متفاوتی درباره سلامت و بیماری در سلول ها بیانجامد.
به گزارش تکناک ، بر اساس مطالعه جدیدی که اخیرا در مجله Molecular Cell منتشر شده است، محققان متوجه شدند که همان پروتئینی که DNA را برای همانندسازی آماده می کند بر فرآیند همانند سازی آن ها کنترل دارد، بنابراین این پروتئین می تواند یک معمای دیرینه را در زیست شناسی حل کند.
سلولهای انسان و سایر موجودات تکامل یافته، برای تضمین تکثیر دقیق ژنوم قبل از تقسیم آن ها ، با استفاده از پروتئین های مجوزدهنده از سیستم های پیچیده ای برای بازرسی استفاده می کنند.در فرآیند آماده سازی برای تقسیم سلولی، پروتئین های مجوز دهنده به مکان های خاصی در DNA متصل می شوند و آنها را به عنوان مبدا همانندسازی علامت گذاری می کنند. در این چرخه سلولی ، DNA فقط در این مکان های تعیین شده شروع به تکثیر می کند که طبق علم کنونی، فقط یک بار انجام می شود.
دکتر توبیاس مایر، نویسندهی ارشد این مطالعه، گفت: فاکتوری که اجازه تکثیر DNA را می دهد، پس از شروع به کار مبداهای تکراری، از بین می رود. به عبارت دیگر، سلول می تواند مجوز را روی قسمتی از DNA که قبلاً تکثیر شده، بارگذاری کند. بنابراین سه یا چهار نسخه از آن قسمت DNA به دست میآید. انتظار می رود که این سلولها یکپارچگی ژنوم خود را از دست بدهند، بمیرند یا به سرطان تبدیل شوند.
اما در واقع، سلولها از این اتفاق اجتناب می کنند. پی بردن به اینکه چگونه سلولها از این اتفاق اجتناب می کنند، بسیار مشکل بوده است. نالین راتنایکا، نویسندهی ارشد این مطالعه، گفت: ما باید همه رخداد ها را از اولین دقایق مرحله ساختDNA در چرخه سلولی مطالعه می کردیم، ولی این دوره بسیار سریع اتفاق می افتد. برای حل این مشکل، راتنایکا از یک میکروسکوپ کامپیوتری برای نظارت بر هزاران سلول در حال رشد به طور همزمان استفاده کرد. او سلولهای در حال تکثیر را در حین آزمایش از فعالیت باز داشت و فعالیت فاکتورهای مجوز و چگونگی تکثیر آن ها را تجزیه و تحلیل کرد.
این کار نشان داد که یک عامل بازدارنده شناخته شده به نام CDT1، نه تنها به بخشی از DNA اجازه می دهد تا به منشا همانند سازی تبدیل شود، بلکه به عنوان یک ترمز برای همانند سازی DNA نیزعمل می کند و از عملکرد تکثیر ضروری آنزیمی به نام CMG هلیکاز جلوگیری می کند.
برای شروع ساخت DNA، آنزیم های سلول ابتدا باید CDT1 را تجزیه کنند. راتنایکا گفت: مکانیسم های فرضی برای هماهنگی انتقال از مرحله صدور مجوز چرخه سلولی تا مرحله خروج از چرخه سلولی، به یک سری عوامل بازدارنده مجوز، بستگی دارد. فاکتور CDT1 خودش از پیشرفت سنتز DNA جلوگیری می کند.
دانشمندان در مرحله تایید نتایج متوجه شدند که این مکانیسم بازدارندگی را می توان در یک سیستم ساده که کل فرآیند ساخت DNA را با اجزای تصفیه شده در یک لوله آزمایش، بازتولید می کند، خلاصه کرد. دکتر مایر گفت: این مسئله به ما اجازه داد تا تمام اجزای سنتز DNA را بازسازی کنیم و ثابت کنیم که هلیکاز CMG مستقیماً توسط CDT1 مهار می شود.
از آنجایی که شکست در صدور مجوز تکثیر می تواند سلول ها را بکشد یا آنها را سرطانی کند، این نتایج درک جدیدی از سلامت و بیماری سلول ارائه می دهد. راتنایکا گفت: تحقیقات آینده برای شناسایی فیزیکی عملکرد Cdt1، اطلاعات بیشتری در مورد نحوه عملکرد هلیکاز CMG ارائه خواهد داد و می تواند مناطق خاصی از این مجموعه را که با استفاده از داروها هدف قرار داده می شود، مشخص کند.
