در سال‌های اخیر، نقش مهم‌تر RNA در ژنومیکس بیش‌تر کشف می‌شود؛ به‌گونه‌ای که رفته رفته اهمیت این مولکول فراتر از نقش واسط اطلاعاتی بین DNA و پروتئین‌سازی عنوان می‌شود.

در این تحقیق با مطالعه بر روی نماتود C. Elegans، بیش از ۵۰۰۰ مولکول جدید RNA به‌دست آمد و این مولکول‌های جدید 21-U-RNA  نامیده شدند.

اینRNAهای جدید به این خاطر به این نام خوانده شدند که هر مولکول، ۲۱ نوکلئوتید طول داشته و همه‌ی آن‌ها با «یوریدین» (U) شروع می‌شوند. نکته‌ی جالب این است که همه‌ی این مولکول‌ها از یک یا دو ناحیه‌ی خاص کروموزوم نماتود حاصل می‌شوند.

گرچه هنوز فعالیت خاصی برای این دسته‌ی جدید از مولکول‌های RNA کشف نشده ولی ساختار مشابه آن‌ها، حکایت از نقش مهم آن‌ها دارد.

این تحقیقات در مجله‌ی «سلول» (Cell) منتشر شده است.
 

سردبیر

گزارشی با عنوان ذیل در مجله‌ی «سلول» (Cell) منتشر شد که بر طبق آن مشخص گردید محققان تاکنون طبقه‌ی جدیدی از RNAهای کوچک را به‌حساب نیاورده بوده‌اند.

«دیوید بارتل» (David Bertel) پژوهشگر «مؤسسه‌ی پزشکی هاوراد» (Howard Hughes) در «مؤسسه‌ی دانشگاهی و تکنولوژی ماساچوست» با به‌کار بردن تکنولوژی «تعیین توالی موازی» موفق به نیل دستاوردهای ذیل شد:

- طبقه‌بندی اغلب 400 هزار RNA کوچک از نماتود «الگانس‌های کانوهابدیتیس» (Caenorhabditis Elegans)
یاداوری – نماتود «الگانس‌های کانوهابدیتیس» (Caenorhabditis Elegans) ارگانیسم یوکاریوت چند سلولی است که دارای طبقه‌ی ژنوم خاص خودش است.

- شناسایی 18 ژن میکرو RNA
- شناسایی بیش از پنج‌هزار RNA به‌نام 21U-RNAs که دارای ویژگی‌های ذیل هستند:

ویژگی های مشترک با «اوریدین 5» (5' Uridine)
اساساً دارای موقعیت بالادست (Upstream)
جایگاه کروموزومی مشترک
دارای طولی به اندازه‌ی دقیقاً 21 نوکلئوتید

از نظر محققی به‌نام «فیلیپ شارپ» (Phillip Sharp) پروفسور مؤسسه‌ای در دانشگاه «ام‌. آی. تی» (MIT)، تردیدی در اهمیت این کشف وجود ندارد. اگرچه وی با «بارتل» (Bartel) در درک بیولوژی 21U-RNAs مشارکت داشت ولی در عین حال در گروه تحقیقاتیش وارد نشد. این محقق چنین اظهار نظر می‌کند: «در طی 30 سال گذشته با بی‌توجهی نسبت به RNAهای غیررمزکننده، مرتکب اشتباه بزرگ و اساسی شده‌ایم». وی می‌افزاید: «تداخل RNA و میکروRNAها (MicoRNAs) به ما می‌گوید که RNAهای کوچک (با حدود 20 نوکلئوتید) علاوه بر نقش تنظیمی (Regulation)، دارای نقش‌های مهم‌تر دیگری نیز هستند».

«اسکات بسکرویل» (Scott Baskerville) دانشمند محقق در شرکت «بیوتکنولوژی RNA دارماگون» (Dharmacon) و محقق سابق «آزمایشگاه بارتل» (Bartel Lab) با ارسال ایمیلی در مورد این کشف چنین اظهار نظر کرده است: «این کشف نشان داد که دانش ما در زمینه‌ی عملکرد RNA هنوز به‌اندازه‌ی کافی عمیق نشده است».

اگرچه «بسکرویل» (Baskerville) نیز با این گروه تحقیقاتی همکاری نداشته است ولی چنین اظهار نظر می‌کند: «هیجان‌انگیز خواهد بود که به این موضوع توجه شود که با کاربرد استراتژی مشابه (تعیین توالی عمیق)، طبقه‌های جدید از RNAهای کوچک در انواع دیگر کشف شود».

گروه تحقیقاتی «بارتل» سال‌ها است که به‌طور سیستماتیک بر روی RNAهای نماتود «الگانس‌های کانوهابدیتیس» (Caenorhabditis Elegans) کار می‌کنند. در سال 1380 (2001 میلادی) این گروه موفق به تعیین‌توالی 300 RNA کوچک - با استفاده از روش تعیین‌توالی سنتی «سنگر» (Sanger) برای شناسایی 55 میکرو RNA – گردید. «بارتل» آن پروژه را در سال 1382 (2003 میلادی) با کوشش برای تعیین‌توالی عمیق‌تر از طریق خواندن 4000 RNA کوچک ادامه داده و تکمیل کرد؛ این پروژه منجر به تعیین‌توالی کم و بیش 40 میکرو RNA شد.

در تحقیق اخیر، گروه تحقیقاتی «بارتل» از سیستم تعیین توالی پیشین موازی ارائه شده در سایت «545 علم زندگی» (Life Science) برای خواندن 400 هزار RNA کوچک شامل 18 میکرو RNA جدید استفاده کرد.

«بارتل» می‌گوید: «می‌دانیم که هنوز میکرو RNAهای بیش‌تری وجود دارد که نتوانسته‌ایم تعیین‌توالی کنیم اما نمی‌دانیم چقدر بیش‌تر ممکن است وجود داشته باشند».

وی ادامه می‌دهد: «به‌نظر می‌رسد به تعداد معدودی گزارش دست یافته‌ایم». «بارتل» حدس می‌زند یکی از میکرو RNAهایی که از لحاظ ژنتیکی شناسایی شده ولی هرگز به‌طور عملی تعیین‌توالی نشده است عبارت باشد از «ایسی 6» (Isy 6) که در مورد شناسایی آن موفق نبوده است. اگرچه تنها در یک تا 9 سلول در «کرم» (Worm) و سلول‌های کوچک آن بیان می‌شود. فراوانی «ایسی 6» (Isy 6) یکصد هزار برابر کم‌تر از یک میکرو RNA در تمام سلول‌های «کرم» (Worm) می‌باشد.

هم‌چنین در فرایند تعیین توالی‌‌ها، با چند هزار RNAهای تداخلی کوچک (Small Interfering RNAs) درون‌ساز  به‌علاوه‌ی حدود 5700 21U-RNAs مواجه شدند که همگی دارای ویژگی‌های ذیل بودند:

- طول یکسان
- شروع شدن با یک «اوریدین 5» (5' Uridine)
- خاتمه با یک «ریبوز 3» (3' Ribose) تغییر یافته
- یک قطعه‌ی بالادستی DNA
(Upstream DNA Sequence Motif)

با نشان دادن 9 درصد از همه‌ی تعیین توالی خوانده شده، 21U-RNAs عمدتاً در دو ناحیه‌ی مجزای کروموزوم IV ترسیم می‌شود.

«شارپ» (Sharp) می‌گوید: «با چه چیزی مواجه شده‌ایم؟ مشخصه‌های بسیار زیادی در توصیف بیوشیمی از این RNAها وجود دارد که چیزی را منعکس می‌کند که حتماً در موجودات زنده مهم است».

«بارتل» (Bartel) با استفاده از «قطعه‌ی بالادستی DNA » (Upstream Sequence Motif) حدس می‌زند که در حدود 12 هزار جایگاه (Luci) برای 21U-RNAs در ژنوم نماتود «الگانس‌های کانوهابدیتیس» (Caenorhabditis Elegans) وجود دارد. وی با تعجب می‌گوید: «اگر کسی هر جایگاه را یک ژن تصور کند بنابراین تعداد ژن‌ها را در «کرم» (Worm) دو برابر کرده است». اگرچه موقعیت ژنوم این ژن‌های بین نماتودهای «الگانس‌های کانوهابدیتیس» (Caenorhabditis Elegans) و «بریگ‌سائه کانوهابدیتیس» (Caenorhabditis Briggsae) مربوط از آن نسخه به‌تنهایی نیست.

«بارتل» می‌گوید: «اغلب به‌نظر می‌رسد همان‌گونه که تکامل تدریجی تنوع این RNAهای کوچک افزایش می‌یابد به‌میزان بیش‌تری بر بقای آن‌ها (Conservation) افزوده می‌شود».

سؤالی که زمینه‌ی بحث در آن زیاد است آن است که عملکرد 21U-RNAs چیست؟ با فرض فقدان بقای آن بین نماتودهای «الگانس‌های کانوهابدیتیس» (Caenorhabditis Elegans) و «بریگ‌سائه کانوهابدیتیس» (Caenorhabditis Briggsae)، «بارتل» تصور می‌کند آن‌ها می‌توانند باعث بقای آن شوند تا «ساختار کروماتین» (Local Chromatin Structure) و «فرایند بیان ساختار ژن» (Gene Expression) – با تأثیر در توزیع مثلاً: «پروتئین‌های هیستون» (Histone Proteins) – تحت‌تأثیر قرار دهند.

سؤال‌های بی‌پاسخ دیگری نیز وجود دارد از جمله موارد ذیل:

- چه آنزیم‌ پلیمرازی 21U-RNAs را می‌سازد؟
- و چگونه این فرایند محقق می‌شود؟

«بارتل» می‌گوید با همکاری یکی از برندگان جایزه‌ی نوبل در سال 1385 (2006 میلادی) به‌نام «کریج ملو» (Craig Mello) از دانشگاه مرکز پزشکی ماساچوست در حال اندازه‌گیری «کرم‌های جهش‌یافته» (Mutant Worms) هستند که در RNAi ناقص بوده نشان‌دهنده‌ی تولید ناقص 21U-RNAs نیز می‌باشند».

«شارپ» (Sharp) نیز می‌گوید: «دانستن دستاوردهایی که در حدود یک‌سال آینده توسط این گروه تحقیقاتی ارائه خواهد شد مرا هیجان‌زده می‌کند».

در صفحه‌ی اصلی سایت «آزمایشگاه بارتل» در توضیح این پژوهش چنین آمده است:

ما ‌ RNAهای کاتالیست و فرایندهای سلولی واسطه‌ی آن را موضوع تحقیقاتمان قرار داده‌ایم. با عنایت به قابلیت RNA در تسریع واکنش‌ها، می‌خواهیم انواع واکنش‌هایی را بدانیم که در آن RNA می‌تواند تسریع‌کننده باشد و این‌که با چه سهولتی آنزیم‌های RNA‌ جدید (ریبوزیم‌ها) (Rybozymes) پدیدار می‌شود.

دانش قابلیت ذاتی کاتالیستی RNA پیش‌نیازی برای درک «بیوکاتالیست»‌ها و ارزیابی تصورهایمان از مبدأ آفرینش و خلقت محسوب می‌شود. مطالعات‌ ما اغلب در محیط‌های مصنوعی آزمایشگاهی انجام می‌شود که به ما اجازه می‌دهد مولکول‌های خیلی نادر را از انواع مختلف آن جداسازی کنیم. به‌عنوان مثال، ریبوزومی را با اندازه‌های کوچک RNA در سیر تکاملی زندگی با حمایت از عقیده‌ی همتاسازی RNA ساخته‌ایم.

با عنایت به فرایند سلولی با واسطه‌ی بدون سر و صدا در حال مطالعه‌ی ژن‌های بدن انسان با واسطه‌ی RNA هستیم. این مطالعات شامل: تجزیه‌ی mRNA هدف (RNAi) و دسته‌ای از RNAsهای غیررمزکننده با نقش تنظیم‌کننده در «یوکاریوت‌ها» (MicroRNAs) می‌باشد.
اخیراً صدها ژن میکرو RNA را در حیوانات و گیاهان شناسایی کرده‌ایم. هم‌چنین در حال تحقیق از منظر «بیوشیمی»، «ژنتیک مولکولی» و «کامپیوتر» در جهت شناسایی ژن‌های دیگری بوده تا نقش آنان را در بیان ژن یوکاریوتی و اندازه‌گیری مکانیسم مولکولی عملکرد آنان کشف کنیم.
علاقمندان برای مطالعه‌ی خبر تکمیلی می‌توانند به وب‌سایت به‌نشانی ذیل مراجعه فرمایند: