اكتشاف طبي مهم بأداة لتحرير الجينات

اكتشف علماء بجامعة روتشستر وجامعة كورنيل بإيثاكا في الولايات المتحدة، أن أداة تحرير جينات شهيرة تفعل أكثر في البكتيريا من مجرد اكتشاف الحمض النووي للتقطيع؛ حيث تنسق مع البروتينات الأخرى لتجميع الدفاعات ضد الفيروسات الغازية أيضا. إذ يؤدي تنشيط البروتينات على شكل قمع (Csx28) إلى تشويش نفاذية غشاء البكتيريا، ما يجعل من الصعب غزو الحمض النووي الفيروسي لاختطاف آلية الخلية والتكاثر، وذلك وفق دراسة جديدة نشرت بمجلة «Science» العلمية.
ويقول عالم الكيمياء الحيوية بجامعة روتشستر الدكتور مارك دومون المتعاون في الدراسة «ان النتيجة غير متوقعة وتثير جميع أنواع الأسئلة الجديدة». مضيفا «على الرغم من عدم وجود صلة طبية فورية أو تطبيق فإن الأفكار التي تتلخص من هذا يمكن أن تكون قوية للغاية»، حسب «ساينس إليرت» العلمي المتخصص.
وتضمنت الدراسة سلسلة من التجارب حيث أصيبت بكتيريا «Escherichia coli» بفيروس يصيب بكتيريا أو عاثية تسمى «enterobacteria phage λ». وتلتصق هذه العاثية بسطح خلية البكتيريا وتحقن الحمض النووي الخاص بها في الخلية لتكوين نسخ من نفسها.
وتقاوم الإشريكية القولونية، باستخدام تقنية CRISPR لتحديد التهديد عن طريق مطابقة أقسام الحمض النووي المتكررة من العاثيات التي تمت مواجهتها سابقا، ثم استخدام إنزيم يسمى «Cas13b» لقص الحمض النووي الغازي إلى قطع.
وفي هذا الاطار، وجد الباحثون أن الفيروس يتكاثر ببطء عندما كان «Csx28» موجودا داخل البكتيريا. فيما يعمل هذا البروتين فقط مع «Cas13b»، ما يشير إلى أن الاثنين كانا ينسقان مع بعضها البعض لنزع سلاح الفيروس؛ فعندما كان كل من «Cas13b» و«Csx28» موجودين، انخفضت نسبة البكتيريا المصابة التي أطلقت جزيئات فيروسية معدية من حوالى 19% إلى ما يقرب من 3%، وكان هناك انخفاض كبير في أعداد العاثيات لكل مليلتر؛ وبعبارة أخرى، لم يكن الفيروس قادرا على التكاثر بالقدر المعتاد. لذا قام الباحثون بفحص بنية بروتين «Csx28» باستخدام تقنية تسمى «المجهر الإلكتروني المبرد» ووجدوا أنه يشبه قمعا به ثقب في المركز.
وزاد هذا من احتمال أن يكون البروتين قد شكل مساما غشائيا وأدى إلى تعطيل عملية التمثيل الغذائي للخلية لجعلها بيئة غير مواتية للفيروس.
كما اختبر الباحثون هذه الفرضية باستخدام تقنية تجعل الخلايا تتألق بعد أن تفقد إمكاناتها الغشائية؛ وهي شحنة كهربائية صغيرة ناتجة عن الاختلاف في تركيز الأيونات داخل الخلية وخارجها. فوجدوا أن البروتينين معا تسببا بإزالة الاستقطاب في الغشاء، ما أدى إلى اندفاع الذرات المشحونة التي غيرت بشكل جذري البيئة الداخلية للخلية. وبعد 90 دقيقة، أزال الاستقطاب 40 % من البكتيريا بهذه الطريقة.