محققان دانشگاه مریلند مکانیسم‌های کلیدی در تنظیم ژن‌ها کشف کرده‌اند که می‌تواند طراحی داروهای مبتنی بر RNA را بهبود بخشد.
به گزارش تکناک، داروهای مبتنی بر RNA یکی از روش‌های بسیار امیدوارکننده برای درمان بیماری‌های انسانی هستند. موفقیت‌های اخیر در ساخت واکسن‌های RNA و درمان‌هایی که از RNA دو رشته‌ای (dsRNA) استفاده می‌کنند، این موضوع را ثابت کرده است.
دانشمندان اکنون می‌توانند داروهایی بسازند که با استفاده از dsRNA، ژن‌های عامل بیماری را هدف قرار دهند و آنها را خاموش کنند. اما یک مشکل بزرگ هنوز وجود دارد، اینکه چگونه می‌توان این مولکول‌های RNA را به طور مؤثر به داخل سلول‌ها رساند؟ این چالش یکی از موانع اصلی در توسعه بیشتر این نوع داروها است.
مطالعه جدیدی که در تاریخ ۴ فوریه ۲۰۲۵ در مجله eLife منتشر شد، می‌تواند باعث پیشرفت‌های بزرگی در توسعه داروهای مبتنی بر RNA شود. محققان دانشگاه مریلند از کرم‌های گرد ریز (C. elegans) به عنوان الگو استفاده کردند تا بررسی کنند که چگونه مولکول‌های dsRNA به طور طبیعی وارد سلول‌ها می‌شوند و چه تأثیراتی بر چندین نسل آینده دارند. یافته‌های آنها چندین مسیر برای جذب dsRNA به سلول‌های کرم‌ها نشان داد، که می‌تواند روش‌های رساندن دارو را در انسان‌ها بهبود بخشد.
فهرست مطالب
بینش‌های جدید در مورد حمل و نقل RNA
آنتونی خوزه، نویسنده ارشد این مطالعه و استاد دانشیار زیست‌شناسی سلولی و ژنتیک مولکولی در دانشگاه مریلند گفت: «یافته‌های ما فرضیات قبلی در مورد حمل و نقل RNA را به چالش می‌کشد. ما آموخته‌ایم که مولکول‌های RNA می‌توانند دستورالعمل‌های خاصی را نه تنها بین سلول‌ها بلکه در میان چندین نسل انتقال دهند، که لایه جدیدی به درک ما از نحوه وراثت اضافه می‌کند.»
RNA دو رشته‌ای کرم‌های C. elegans
این تیم تحقیقاتی دریافتند که یک پروتئین به نام SID-1، که وظیفه انتقال اطلاعات با استفاده از RNA دو رشته‌ای (dsRNA) را بر عهده دارد، نقش دیگری هم در تنظیم ژن‌ها در طول نسل‌ها ایفا می‌کند.
محققان زمانی که این پروتئین را از کرم‌های C. elegans حذف کردند، متوجه شدند که کرم‌ها به شکل غیرمنتظره‌ای بهتر توانستند تغییرات در فعالیت ژن‌ها را به نسل‌های بعدی منتقل کنند.
جالب اینجا است که این تغییرات برای بیش از ۱۰۰ نسل ادامه یافت، حتی بعد از اینکه پروتئین SID-1 دوباره به کرم‌ها بازگردانده شد. این یافته نشان می‌دهد که SID-1 نه تنها در انتقال اطلاعات نقش دارد، بلکه بر نحوه انتقال تغییرات ژنتیکی به نسل‌های بعدی نیز تأثیر می‌گذارد.
پتانسیل تأثیرات در طراحی داروهای انسانی مبتنی بر RNA
خوزه بیان کرد: «جالب است که پروتئین‌های مشابه SID-1 را در حیوانات و انسان‌ها نیز می‌توان یافت. درک عملکرد SID-1 و نقش آن در انتقال RNA بین سلول‌ها می‌تواند پیامدهای مهمی برای داروسازی انسانی داشته باشد. اگر بتوانیم یاد بگیریم که این پروتئین چگونه انتقال RNA بین سلول‌ها را کنترل می‌کند، می‌توانیم درمان‌های هدفمندتری برای بیماری‌های انسانی توسعه دهیم و شاید حتی وراثت برخی از بیماری‌ها را کنترل کنیم.»
همچنین این تیم تحقیقاتی ژنی به نام sdg-1 کشف کرد، که به تنظیم ژن‌های جهنده کمک می‌کند، این ژن‌ها توالی‌های DNA هستند که تمایل دارند به مکان‌های مختلف در یک کروموزوم منتقل یا کپی شوند. با اینکه ژن‌های جهنده می‌توانند تغییرات ژنتیکی جدیدی ایجاد کنند، که ممکن است مفید باشند، اما احتمال بیشتری وجود دارد که توالی‌های موجود را مختل کنند و باعث بیماری شوند.
محققان کشف کردند که ژن sdg-1 در داخل یک ژن جهنده (ژنی که می‌تواند در DNA جابه‌جا شود) قرار دارد و در عین حال این ژن پروتئین‌هایی تولید می‌کند که باعث کنترل ژن‌های جهنده می‌شود.
این فرایند یک حلقه خودتنظیمی ایجاد می‌کند، که می‌تواند از حرکت بی‌رویه و تغییرات ناخواسته ژن‌های جهنده جلوگیری کند. به عبارت ساده، sdg-1 مانند یک سیستم ایمنی عمل می‌کند، که جلوی فعالیت‌های نامنظم ژن‌های جهنده را می‌گیرد و ثبات ژنتیکی را حفظ می‌کند.
خوزه توضیح داد: «این واقعاً جالب است که چگونه این مکانیسم‌های سلولی این تعادل ظریف را حفظ می‌کنند، مانند یک ترموستات که دمای خانه را در دمای مناسب نگه می‌دارد تا نه خیلی گرم شود و نه خیلی سرد باشد. این سیستم باید به اندازه کافی انعطاف‌پذیر باشد تا برخی از فعالیت‌های مربوط به جهش را مجاز کند و در عین حال از حرکات بیش از حد که ممکن است به موجود آسیب برساند، جلوگیری نماید.»
خوزه بر این باور است که یافته‌های او دیدگاه‌های ارزشمندی در مورد چگونگی تنظیم ژن‌ها توسط حیوانات و حفظ فعالیت پایدار ژن در طول نسل‌ها فراهم می‌کند. مطالعه این مکانیسم‌ها می‌تواند روزی باعث توسعه درمان‌های نوآورانه برای بیماری‌های ارثی در انسان‌ها شود.
این تیم تحقیقاتی می‌خواهد بررسی کند که چگونه انواع مختلف RNA دو رشته‌ای (dsRNA) در سلول‌ها جابه‌جا می‌شوند و پروتئین SID-1 در این فرایند چه نقشی دارد.
همچنین آنها می‌خواهند بفهمند که چرا برخی ژن‌ها در طول نسل‌ها تنظیم می‌شوند (یعنی تغییرات آنها به نسل‌های بعد منتقل می‌شود)، اما برخی دیگر اینگونه نیستند. به عبارت ساده، هدف محققان کشف این است که چرا بعضی ژن‌ها در طول زمان پایدار می‌مانند و برخی دیگر تغییر می‌کنند.
خوزه اعلام کرد: «آنچه ما کشف کردیم، تنها شروع راه برای فهمیدن این موضوع است که چگونه RNA خارجی می‌تواند تغییراتی ایجاد کند که به نسل‌های بعدی منتقل شود و برای مدت‌ها باقی بماند. این کشف به دانشمندان کمک می‌کند تا بهتر بفهمند چگونه می‌توان داروهای مبتنی بر RNA را طراحی کرد و به طور مؤثر به بیماران رساند.»
