اكتشاف آلية مجهولة لتخزين المعلومات في الحمض النووي

أعلنت الخدمة الصحافية لجامعة سيريوس الروسية نقلا عن مقال نشرته مجلة «Nature Chemistry» أن عالم الأحياء الجزيئية الروسي مكسيم نيكيتين اكتشف الآلية الأساسية لتخزين المعلومات في الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) والآلية المرتبطة بالتحكم بنشاط الجينات حيث لم يكن العلماء يتوقعون سابقا وجودها.
وقال نيكيتين رئيس القسم بالجامعة «لقد لفتٌ الانتباه إلى خاصية غير عادية للحمض النووي ظلت لمدة 70 عاما غير ملحوظة من قبل أي أحد في ظل جمال الحلزون المزدوج. فقد اتضح أن هناك بالنسبة لأي حمض نووي أحادي السلسلة مجموعة كبيرة ومتنوعة من الجزيئات الأحادية السلسلة التي لديها قوة تقارب محددة سلفا. ويسمح التعامل بين تلك الجزيئات بنقل المعلومات والتحكم في قوة نشاط الجينات»، وذلك حسبما نشرت وكالة أنباء «تاس» الروسية.
جدير بالذكر، لفترة طويلة كان علماء الأحياء يفترضون أن مستوى نشاط الجين يعتمد فقط على بنيته. وقد اتضح للعلماء في القرن الماضي، أن الأمر ليس كذلك؛ فهناك الكثير من العوامل الأخرى التي تؤثر على عمل الجينات، بما في ذلك كيفية تكدس الحمض النووي داخل نواة الخلية، وكيفية قراءة الآليات الخلوية الانتقائية لجزء الجينوم الذي يوجد فيه هذا الجين أو ذاك، وما هي الخيوط القصيرة للحمض النوي الريبي التي يمكن أن تتفاعل بنسخها العاملة وجزيئات الحمض النووي الريبي الأساسي؛ إذ يسمح عدد كبير من هذه الآليات لجسم الإنسان وغيره من الكائنات الحية الأخرى بضبط مستوى نشاط الجينات المختلفة عند التكيف مع الظروف البيئية المتغيرة.
ومن المهم التنويه بأنه غالبا ما تؤدي الاضطرابات في هذه العملية التي يسميها علماء الأحياء «التعبير الجيني» إلى الإصابة بالسرطان وعدد من الأمراض الأخرى. ومع ذلك، فإن نيكيتين اكتشف آثارا لوجود آلية أخرى غير معروفة سابقا للتحكم في التعبير الجيني مبنية على أساس آلية تخزين المعلومات التي اكتشفها في الحمض النووي وترتبط بمدى تشابه السلاسل الفردية المختلفة للنيوكليوتيدات بعضها مع بعض ومدى ترابطها لمدة طويلة.
وفي هذا الاطار، فقد لفت نيكيتين الانتباه إلى أن التفاعل بين سلاسل الحمض النووي وسلاسل الحمض النووي الريبي القصيرة المتشابهة يمكن أن يحدث غالبا داخل الخلايا الحية. كما أن من المحتمل أن يؤثر تكوين روابط ضعيفة ومؤقتة بين خيوط متشابهة من النيوكليوتيدات على نقل المعلومات داخل الخلايا، فضلا عن التأثير على مستوى نشاط عدد كبير من الجينات التي ستتفاعل أصولها أو نسخها مع مثل هذه الخيوط من DNA وRNA.
وبناء على هذه الفكرة، قام نيكيتين بحساب كيفية تصرف جزيئات الحمض النووي القصيرة المتشابهة المكونة من عشرة نيوكليوتيدات عشوائية. فيما أظهرت الحسابات أنه يمكن استخدام التفاعلات بين سلاسل النيوكليوتيدات هذه لنقل المعلومات التعسفية وتشفير الدوائر المنطقية المعقّدة التي تُدرك البيانات الخارجية وتعالجها.