RNA یا ریبونوکلئیک اسید، یکی از مهم‌ترین مولکول‌ها برای حفظ عملکرد صحیح بدن است. یکی از وظایف اصلی آن، تبدیل اطلاعات ذخیره‌شده در ژنتیک ما به پروتئین‌های واقعی است که سلول‌ها را می‌سازند و اداره می‌کنند.
برای حفظ سلامت، سلول‌ها تولید و حذف RNA را در تعادلی دقیق نگه می‌دارند، اما راه‌هایی وجود دارد که این تعادل را برهم بزند. ویروس‌های مهاجم تمایل به تولید RNA بیشتر دارند و پیری، برخی سرطان‌ها و بیماری‌های عصبی-تنکشی نیز می‌توانند باعث اختلال شوند.
در مطالعه‌ای که در مجله PNAS منتشر شده است، پژوهشگران روش تازه کشف‌شده‌ای را شرح می‌دهند که چگونه RNA زیاد می‌تواند مضر باشد: این امر می‌تواند با نیروگاه‌های کوچک داخل سلول به نام میتوکندری‌ها تداخل ایجاد کرده و ظرفیت تولید انرژی آن‌ها را محدود کند.
به گفته تیم پشت این مطالعه که توسط پژوهشگران دانشگاه تگزاس ای‌اند‌ام (Texas A&M University) هدایت می‌شود، این یافته دیدگاه جدید و مهمی درباره بیماری‌های وابسته به سن، عفونت‌های ویروسی و درمان‌هایی که هدفشان RNA است یا از آن استفاده می‌کنند، ارائه می‌دهد.
«دانشمندان مدت‌هاست می‌دانند که تجزیه RNA به کنترل تولید پروتئین و حذف RNA معیوب کمک می‌کند»، می‌گوید جیلونگ یانگ، ویروس‌شناس از دانشکده پزشکی دامپزشکی و علوم زیست‌پزشکی (VMBS) در دانشگاه تگزاس ای‌اند‌ام.
«مطالعه ما نقش مهم دیگری را آشکار می‌کند: کمک به سلول‌ها برای حفظ انرژی مورد نیاز جهت عملکرد صحیح.»
پژوهشگران ویروس واکسینیا را به سلول‌های انسانی کشت‌شده در آزمایشگاه اضافه کردند و تنظیمات شیمیایی را طوری تغییر دادند که تجمع RNA تحریک شود – زیرا ویروس معمولاً هم تولید RNA و هم تجزیه آن را افزایش می‌دهد تا زنده بماند و از شناسایی فرار کند.
آزمایش‌های بیشتر شامل انتقال مستقیم RNA بدون عفونت بود، از جمله mRNA (نوعی که پروتئین می‌سازد) و RNA دو رشته‌ای (نوعی که با ویروس‌ها مرتبط است و پاسخ‌های ایمنی بالقوه مخرب را تحریک می‌کند).
مصرف اکسیژن توسط سلول‌ها به عنوان شاخصی برای وضعیت میتوکندری‌ها استفاده شد و به پژوهشگران امکان داد تا مقدار RNA را با سلامت میتوکندری‌ها مرتبط کنند.
«وقتی فقط میتوکندری‌ها را جدا کردیم و RNA اضافه کردیم، همچنان آسیب میتوکندری را مشاهده کردیم»، می‌گوید جمال ابراهیم بلحوری از VMBS. «آن لحظه‌ای بود که متوجه شدیم این می‌تواند یک پاسخ سلولی ناشناخته قبلی نسبت به RNA باشد.»
«RNA دو رشته‌ای یا mRNA زیادی که به طور مؤثر تجزیه نشوند، ممکن است در برخی زمینه‌ها به فرآیندهای بیماری‌زا کمک کنند.»
RNA زیاد با کاهش مصرف اکسیژن و خروجی انرژی از سلول‌ها مرتبط بود و این واکنش پیش از فعال شدن سیستم ایمنی رخ داد، که نشان می‌دهد علت آن پاسخ اضطراری استاندارد بدن نیست.
و اگرچه RNA دو رشته‌ای قبلاً با آسیب سلولی مرتبط دانسته شده بود – هرچند نه مرتبط با میتوکندری – اما گنجاندن mRNA در اینجا نیز نشان می‌دهد که مقدار زیاد این مولکول‌ها به طور کلی برای سلول‌ها خوب نیست.
«mRNA جزء طبیعی سلول‌های ماست، اما به نظر می‌رسد همان‌طور که با بسیاری از چیزهای خوب، اگر بیش از حد داشته باشیم، می‌تواند برای سلول مشکل‌ساز شود»، می‌گوید یانگ.
«وقتی RNA زیادی، از جمله mRNA، انباشته شود، می‌تواند به میتوکندری‌ها آسیب برساند و توانایی سلول برای تولید انرژی را مختل کند.»
گام‌های بعدی، کشف دقیق دلیل این اتفاق و تأیید ارتباط بین فراوانی RNA و فشار وارد بر میتوکندری‌ها است. آزمون این یافته‌ها در موجودات زنده نیز باید اطلاعات بیشتری درباره واکنش‌های درگیر ارائه دهد.
از آنجا که RNA پیام‌رسان بسیار مهمی برای بدن است، اغلب در واکسن‌ها برای ایجاد قطعه‌ای بی‌ضرر از ویروس استفاده می‌شود که سپس از ویروس واقعی محافظت می‌کند. در آینده، این یافته‌ها می‌توانند به ایمن‌تر و مؤثرتر شدن آن واکسن‌ها کمک کنند.
درمان‌های RNA نیز برای حمله به سلول‌ها توسعه داده می‌شوند – به ویژه سلول‌های سرطانی. باز هم، دانستن اینکه چگونه و چرا RNA ممکن است میتوکندری‌ها را تحت فشار قرار دهد، پس از تأیید دقیق مکانیسم توسط دانشمندان، مفید خواهد بود.
«ما فکر می‌کنیم که RNA با بار منفی ممکن است اطراف میتوکندری‌ها جمع شده و تعادل الکتریکی لازم برای تولید انرژی را مختل کند، هرچند نحوه وقوع آن ناشناخته است»، می‌گوید یانگ. «این مفهوم جدیدی است که ما همچنان در حال کاوش آن هستیم.»
«درک این مکانیسم می‌تواند به پژوهشگران کمک کند تا داروها و واکسن‌های آینده مبتنی بر RNA را با درک بهتر نحوه پاسخ سلول‌ها به مقادیر زیاد RNA طراحی و بهینه‌سازی کنند.»
این تحقیق در مجله PNAS منتشر شده است.
این مقاله توسط فیونا مک‌دونالد راستی‌آزمایی و ویرایش شده است. اگرچه ما به فرآیند خود افتخار می‌کنیم، اما ما نیز انسان هستیم. اگر اشتباهی یافتید، لطفاً به ما اطلاع دهید.