به عنوان زیست شناسان مولکولی در دانشگاه بوستون و به عنوان زن و شوهر، روسلان آفاسیژف و اینا آفاسیژوا چندین دهه با هم کار کرده اند. آنها با هم ده ها مقاله در مورد مکانیک DNA و RNA میتوکندری در یک انگل تک سلولی بیماری زا به نام Trypanosoma brucei منتشر کرده اند. اکنون، سال‌ها پیشرفت‌ها منجر به انتشار آخرین مقاله آنها شده است علوم پایه، که نگاهی دقیق به یک فرآیند اسرارآمیز به نام ویرایش RNA ارائه می دهد و به طور بالقوه می تواند به درمان یک بیماری کشنده کمک کند.
در جدیدترین مقاله خود، Afasizhev و Afasizheva- همراه با همکاران در UCLA، دانشگاه کالیفرنیا، ایروین (UCI) و دانشگاه شانگهای تک- اولین کسانی هستند که معماری ماشین های مولکولی را تعیین کردند که دارای رشته های gRNA هستند و به آن رشته ها اجازه می دهند mRNA را درگیر کند. شناسایی این مکانیسم‌های سلولی می‌تواند اطلاعات ضروری برای درمان بیماری خواب آفریقایی، بیماری ناشی از تریپانوزوما، به دانشمندان بدهد. بیماری خواب آفریقایی که توسط مگس‌های تسه که پناهگاه انگل هستند پخش می‌شود، معمولاً کشنده است و بسیاری از درمان‌های موجود نگرانی‌های ایمنی دارند و مطالعات مولکولی را برای توسعه دارو اهمیت ویژه‌ای می‌دهند.
اکنون می توانیم تحقیقات گسترده تری را آغاز کنیم. از آنجایی که اکنون ما دقیقاً می دانیم که چگونه پروتئین ها با RNA برهمکنش می کنند.”
آفاسیژوا، دانشگاه بوستون هنری ام گلدمن دانشیار دانشکده پزشکی دندانپزشکی زیست شناسی مولکولی و سلولی
آفاسیژف که همچنین استاد بیوشیمی در دانشکده پزشکی Chobanian & Avedisian دانشگاه بوستون و نویسنده مسئول مقاله است، می‌گوید: «اگر راهی برای جلوگیری از فرآیند ویرایش پیدا کنیم، می‌توانیم انگل را بدون آسیب رساندن به سلول‌های انسانی بکشیم.
تحقیقات RNA به طرز فوق العاده ای تکامل یافته و پیشرفت کرده است- و همینطور فناوری مطالعه داخل سلول ها. امروزه، تیم این زوج از میکروسکوپ الکترونی کرایو و روش‌های مولکولی برای ارائه درک دقیقی از ویرایش RNA استفاده می‌کنند. با استفاده از این فناوری، آخرین مطالعه آنها نشان داد که یک مجتمع پروتئینی به نام ادیتوزوم مسئول تنظیم تغییرات هدایت شده توسط gRNA است که به صورت آبشاری از درج و حذف یوریدین، یک جزء شیمیایی RNA رخ می دهد. در تریپانوزوما، ویرایش RNA یک هدف مهم را انجام می دهد: تثبیت یک ژن شکسته. جهش در DNA در انگل بسیار رایج است، بنابراین حتی اگر کد ژنتیکی قابل خواندن نیست، mRNA ویرایش شده به بخشی کاربردی از سلول تبدیل می شود.
ویرایش RNA بسیاری از فرآیندهای سلولی را در تقریباً همه ارگانیسم هایی که دارای سلول هایی با هسته و میتوکندری هستند، تنظیم می کند. اما، آفاسیژف می‌گوید، مکانیسم‌های ویرایش RNA در ارگانیسم‌های مختلف هیچ وجه اشتراکی ندارند، به این معنی که این مکانیسم‌ها برای اهداف مختلف مخصوص گونه‌های مختلف تکامل یافته‌اند. این همان چیزی است که مکانیسم های ویرایش RNA تریپانوزوم ها را به یک هدف درمانی جذاب برای جلوگیری از ایجاد بیماری انگل تبدیل می کند، زیرا با سلول های انسانی تداخل نخواهد داشت. اکنون که آنها ساختارهای پروتئینی منحصر به فرد ویرایش RNA در تریپانوزوم ها را می شناسند، مرحله بعدی تحقیقات آنها شناسایی آنزیم هایی است که واکنش ها را در سلول تحریک می کنند.
آفاسیژوا می‌گوید: «سوال بعدی این است که این واکنش‌ها چگونه اتفاق می‌افتند، چگونه این آنزیم‌ها به زیرلایه می‌آیند، و چگونه کار باشکوهی برای تغییر توالی RNA ایجاد می‌کنند.»
او و آفاسیژف امیدوارند دانش‌آموزان بیشتری را به آزمایشگاه خود بیاورند که بتوانند پیشرفت‌های فناوری در رشته خود را در آغوش بگیرند و همچنان به حل این معمای پیچیده ادامه دهند.
منبع:
مرجع مجله:
لیو، اس. و همکاران (2023) اساس ساختاری تثبیت gRNA و شناسایی mRNA در ویرایش RNA تریپانوزومی. علوم پایه. doi.org/10.1126/science.adg4725.