تنتج العملية الجديدة المزيد من الحمض النووي الريبي (RNA) أنقى وبأقل التكاليف – ترجمة أحمد محمد آل مبارك

New process yields more, purer RNA at a fraction of the cost
(جامعة ماساتشوستس أمهيرست – University of Massachusetts Amherst)

كشف باحثون في جامعة ماساتشوستس أمهيرست مؤخرًا عن اكتشافهم لعملية جديدة لصنع الحمض النووي الريبي. الحمض النووي الريبي الناتج هو أنقى وأكثر غزارة ومن المرجح أن يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة مما يمكن أن تقدمه أي طريقة سابقة. تزيل هذه التقنية الجديدة أكبر حجر عثرة على طريق الجيل التالي من الأدوية العلاجية من الحمض النووي الريبي.

حلقة دبوس الشعر (او ما تسمى بالشباصة) من pre-mRNA. تسليط الضوء على القواعد النووية (الخضراء) والعمود الفقري الريبوز-فوسفات (الأزرق). لاحظ أن هذا هو خيط واحد من الحمض النووي الريبي ينثني مرة أخرى على نفسه. الائتمان: فوسمان / ويكيبيديا.

إذا كان الحمض النووي هو المخطط الذي يخبر الخلايا في أجسامنا بالبروتينات التي يجب أن تصنعها ولأي أغراض ، فإن الحمض النووي الريبي هو المرسل الذي يحمل تعليمات الحمض النووي إلى آلية صنع البروتين الفعلية داخل كل خلية. في معظم الأوقات ، تعمل هذه العملية بلا عيب ، ولكن عندما لا يحدث ذلك ، عندما لا يستطيع الجسم إنتاج البروتين الذي يحتاجه ، كما هو الحال في حالة مرض مثل التليف الكيسي ، يمكن أن ينتج عن ذلك مرض خطير.

تتمثل إحدى طرق علاج نقص البروتين في العلاجات التي تحل محل البروتينات المفقودة. لكن الباحثين يعرفون منذ فترة طويلة أنه يكون أكثر فعالية عندما يتمكن الجسم من صنع البروتين الذي يحتاجه بنفسه. هذا هو الهدف من مجال الطب الناشئ – علاجات الحمض النووي الريبي. تكمن المشكلة في أن الأساليب الحالية لإنتاج الحمض النووي الريبي المصنع في المختبر لا يمكنها توصيل الحمض النووي الريبي النقي بما يكفي وبكميات كافية بطريقة فعالة من حيث التكلفة. يقول (Elvan Cavaç) ، المؤلف الرئيسي للورقة التي نُشرت مؤخرًا في مجلة الكيمياء الحيوية ، وطالب ماجستير في إدارة الأعمال بجامعة (UMass Amherst) ، وحاصل على دكتوراه في الكيمياء ، أيضا من (UMass) مؤخرًا: “نحتاج إلى الكثير من الحمض النووي الريبي” ، “لقد طورنا عملية جديدة لإنتاج الحمض النووي الريبي النقي ، وبما أن هذه العملية يمكن أن تعيد استخدام مكوناتها ، وتنتج ما بين ثلاثة إلى عشرة أضعاف الحمض النووي الريبي مقارنة بالطرق التقليدية ، فإنها توفر أيضًا الوقت والتكلفة”.

تكمن مشكلة الحمض النووي الريبي غير النقي في أنه يمكن أن يؤدي إلى ردود فعل ، مثل التورم ، والتي يمكن أن تكون ضارة ، بل وتهدد الحياة. على سبيل المثال ، يمكن أن يسبب الحمض النووي الريبي غير النقي التهابًا في رئتي المريض المصاب بالتليف الكيسي. يجب أن يخضع الحمض النووي الريبي المصنوع تقليديًا لعملية تنقية طويلة ومكلفة. يقول كريج مارتن ، كبير مؤلفي الورقة وأستاذ الكيمياء في (UMass) ، “بدلاً من الاضطرار إلى تنقية الحمض النووي الريبي ، لقد توصلنا إلى كيفية جعل الحمض النووي الريبي نظيفًا منذ البداية”.

تتضمن العملية التي شرحها كافاك ومارتن ومؤلفوهم المشاركون في البداية زيادة ملوحة المحلول الذي يتولد فيه الحمض النووي الريبي ، مما يثبط الإنتاج الجامح للحمض النووي الريبي الذي يؤدي إلى الشوائب. في هذه العملية ، يتم “ربط” إنزيم يسمى (T7 RNA polymerase) بخرزة مغناطيسية مجهرية جنبًا إلى جنب مع قالب محفز (DNA) – وهو تسلسل محدد من (DNA) يرمز إلى (RNA) معين. بمجرد تفاعل البوليميراز ومحفز الحمض النووي ، ينتجان الحمض النووي الريبي الذي يتم ضمان نقائه بواسطة المحلول الملحي المحيط. يقول مارتن: “طريقتنا يمكن أن تكون أفضل بعشر مرات في إنتاج الحمض النووي الريبي النقي من العمليات الحالية”.

يتجه كافاك ومارتن وزملاؤهم الآن إلى التجارب التي ستسمح لهم بتوسيع إنتاج الحمض النووي الريبي لتلبية احتياجات المجتمع. يقول مارتن: [الهدف الحقيقي هنا هو أن يكون لديك “مفاعل تدفق” أو خط أنابيب مستمر يمكنك من خلاله إطعام المكونات ببطء والحصول على الحمض النووي الريبي النقي الذي يخرج باستمرار من الطرف الآخر].

لمزيد من المعلومات: (Elvan Cavac et al) ، النسخ عالي الملح للحمض النووي المرتبط مع (T7 RNA polymerase) إلى حبيبات يولد عوائد متزايدة من (RNA) عالي النقاء ، مجلة الكيمياء البيولوجية (2021). DOI: 10.1016 / j.jbc.2021.100999.

المصدر:

https://phys.org/news/2021-08-yields-purer-rna-fraction.html

الأستاذ أحمد المبارك

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.