پژوهشگران ابزار جدیدی توسعه داده‌اند که امکان مشاهده ترمیم DNA را در سلول‌های زنده با وضوحی بی‌سابقه فراهم می‌کند.
به گزارش sciencesdaily، این حسگر که از یک بخش طبیعی پروتئینی ساخته شده به شکل ملایم و برگشت‌پذیر به نواحی آسیب‌دیده متصل می‌شود و بدون ایجاد اختلال در روند طبیعی ترمیم محل آسیب را روشن می‌کند. این ابزار علاوه بر سلول‌های کشت‌شده در موجودات زنده نیز کارایی دارد و مطالعه زمان و مکان ایجاد شکست‌های DNA را امکان‌پذیر می‌سازد؛ قابلیتی که می‌تواند تحقیقات پزشکی و توسعه درمان‌های سرطان را سرعت دهد.
آسیب‌های مداوم به DNA و پیامد‌های آن
مولکول DNA در هر سلول به‌طور دائم در معرض آسیب‌هایی ناشی از نور خورشید، مواد شیمیایی، پرتودهی و حتی فعالیت‌های طبیعی بدن قرار دارد. سلول‌ها اغلب این آسیب‌ها را به‌سرعت ترمیم می‌کنند، اما اختلال در این فرآیند می‌تواند به پیری، سرطان و بیماری‌های دیگر منجر شود. تا پیش از این مشاهده لحظه‌به‌لحظه ترمیم DNA دشوار بود، زیرا بسیاری از روش‌های موجود نیازمند از بین بردن سلول‌ها در مراحل مختلف بودند و تنها تصاویر ثابت از یک فرآیند پویا ارائه می‌دادند.
توسعه نسل جدید حسگر زنده‌ی آسیب DNA
محققان دانشگاه اوترخت با انتشار نتایج پژوهش خود در Nature Communications اعلام کردند که حسگر تازه‌ای ساخته‌اند که این محدودیت را برطرف می‌کند. این ابزار، روند ایجاد و ناپدید شدن آسیب را درون سلول زنده و حتی در موجودات زنده به‌صورت زنده نشان می‌دهد.
تونکای بائوبک، پژوهشگر اصلی می‌گوید این روش به ما اجازه می‌دهد داخل سلول را ببینیم بدون آن‌که عملکرد آن را مختل کنیم. او توضیح می‌دهد که ابزار‌های پیشین مانند آنتی‌بادی‌ها بیش از حد محکم به DNA می‌چسبند و همین امر می‌تواند در روند ترمیم طبیعی اختلال ایجاد کند.
بائوبک می‌گوید: حسگر ما متفاوت است؛ از بخش‌هایی از یک پروتئین طبیعی سلول ساخته شده و خودش به‌طور موقت به محل آسیب می‌رود و باز جدا می‌شود؛ بنابراین آنچه می‌بینیم رفتار واقعی سلول است.
لحظه‌ای که نشان داد این ابزار جواب می‌دهد
این حسگر از یک برچسب فلورسنت متصل به حوزه‌ای بسیار کوچک از یک پروتئین سلولی ساخته شده است؛ حوزه‌ای که به یک نشانگر مخصوص DNA آسیب‌دیده متصل می‌شود. از آنجا که این اتصال ضعیف و گذراست، فرآیند ترمیم را مختل نمی‌کند.
ریچارد کاردوسو دا سیلوا، زیست‌شناسی که این ابزار را ساخته و آزمایش کرده می‌گوید زمانی که آن را مقابل برخی دارو‌ها امتحان می‌کرد، دید که حسگر دقیقا همان نقاطی را روشن می‌کند که آنتی‌بادی‌های تجاری نشان می‌دادند: همان لحظه فهمیدم که این ابزار کار خواهد کرد.
مشاهده پیوسته ترمیم در زمان واقعی
این ابزار نیاز به آزمایش‌های جداگانه و متعدد را از میان برداشته است. اکنون پژوهشگران می‌توانند کل چرخه آسیب و ترمیم را در یک ثبت تصویری پیوسته مشاهده کنند؛ از لحظه ایجاد آسیب تا تجمع پروتئین‌های ترمیمی و تا زمانی که سلول مشکل را برطرف می‌کند.
سازندگان حسگر می‌گویند این روش تصویری واقعی‌تر از آنچه درون سلول رخ می‌دهد ارائه می‌دهد.
از سلول‌های آزمایشگاهی تا موجودات زنده
گروه پژوهشی این ابزار را تنها در محیط آزمایشگاهی متوقف نکرد. همکاران آنان در دانشگاه اوترخت حسگر را در کرم C. elegans یکی از مدل‌های مهم زیستی نیز آزمایش کردند. حسگر در این موجود زنده نیز به‌خوبی عمل کرد و حتی توانست شکست‌های برنامه‌ریزی‌شده DNA در مراحل رشد این کرم را نشان دهد.
بائوبک می‌گوید: این نشان داد که ابزار ما فقط برای سلول‌های آزمایشگاهی نیست؛ در موجود زنده واقعی هم کار می‌کند.
امکان نقشه‌برداری از آسیب و شناسایی عوامل مؤثر
این پروتئین قابلیت اتصال به اجزای مولکولی دیگر را دارد؛ به همین دلیل می‌توان از آن برای نقشه‌برداری دقیق محل‌های آسیب در ژنوم، شناسایی پروتئین‌هایی که در محل آسیب تجمع می‌کنند یا حتی جابه‌جایی بخش آسیب‌دیده DNA در هسته سلول استفاده کرد تا مشخص شود چه عواملی بر سرعت و کیفیت ترمیم اثر می‌گذارند.
کاردوسو دا سیلوا می‌گوید: بسته به خلاقیت و نوع سؤال پژوهشی، کاربرد‌های این ابزار تقریباً نامحدود است.
تاثیر بر پژوهش‌های پزشکی و سرطان
این حسگر یک روش درمانی نیست، اما می‌تواند بر تحقیقات پزشکی اثر بگذارد. بسیاری از دارو‌های ضدسرطان با هدف آسیب‌زدن به DNA سلول‌های توموری عمل می‌کنند. در مراحل اولیه توسعه این دارو‌ها پژوهشگران باید میزان دقیق آسیب را اندازه‌گیری کنند.
بائوبک می‌گوید: در حال حاضر اغلب از آنتی‌بادی‌ها استفاده می‌شود. ابزار ما می‌تواند این آزمایش‌ها را سریع‌تر، ارزان‌تر و دقیق‌تر کند.
کاربرد‌های بالینی گسترده‌تری هم در آینده متصور است؛ از بررسی روند پیری گرفته تا تشخیص قرارگیری در معرض مواد جهش‌زا یا پرتودهی.
دسترسی آزاد برای جامعه علمی
این ابزار حتی پیش از انتشار رسمی مورد توجه آزمایشگاه‌های دیگر قرار گرفته است. سازندگان آن اعلام کرده‌اند که حسگر را به‌صورت آزاد در اختیار جامعه علمی قرار داده‌اند. بائوبک می‌گوید: همه چیز آنلاین است. پژوهشگران می‌توانند فورا از آن استفاده کنند.
انتهای پیام/