فناوری RNA چرخه تکثیر فاژها را متوقف کرد

باکتری‌ها مانند انسان‌ها با ویروس‌ها مواجه‌اند؛ ویروس‌هایی که به باکتری‌ها حمله می‌کنند و به آنها باکتریوفاژ یا به اختصار فاژ گفته می‌شود.

به گزارش phys.org، فاژ‌ها با ورود به سلول باکتریایی، ماشین‌آلات سلولی میزبان را تصاحب می‌کنند، تکثیر می‌شوند و در نهایت با ترکیدن سلول نسل جدیدی از فاژ‌ها را آزاد کرده و باکتری‌های دیگر را آلوده می‌کنند. این ویروس‌ها برای انسان‌ها بی‌ضرر هستند، زیرا تنها باکتری‌ها را هدف قرار می‌دهند و اغلب بسیار خاص هستند و تنها باکتری‌های میزبان مشخصی را آلوده می‌کنند، از جمله باکتری‌های پاتوژن.

جورگ وگل، نویسنده ارشد مطالعه و مدیر مؤسسه هلمهولتز پژوهش‌های عفونت مبتنی بر RNA در وورزبورگ در این باره گفت: فاژ‌ها با حمله به پاتوژن‌ها و نابود کردن آنها، به نوعی سلامت ما را به شکل غیرمستقیم حفظ می‌کنند. استفاده از پتانسیل درمانی آنها، به ویژه در شرایط افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی، می‌تواند تحولی بزرگ ایجاد کند.

برای استفاده درمانی از فاژها، درک دقیق تعاملات مولکولی میان فاژ و باکتری میزبان ضروری است. میلن گروواک، نویسنده اول مقاله و محقق پیشین آزمایشگاه وگل توضیح داد: اطلاعات زیادی در این زمینه در دست نیست؛ زیرا فاژ‌ها با یک پوشش محافظتی، ماده ژنتیکی خود را در برابر سیستم‌های دفاعی سلول باکتری حفاظت می‌کنند. متاسفانه این محافظ نیز در برابر روش‌های رایج تحقیقاتی مولکولی بسیار مقاوم است.

محققان برای رمزگشایی روابط مولکولی فاژ-میزبان به رویکردی نوین نیاز داشتند و همین امر موجب شد تا آنها از ابزار مولکولی مبتنی بر RNA به نام الیگومر‌های آنتی‌سنس (ASO) استفاده کنند. با این روش آنها توانستند چرخه تکثیر فاژ را به طور خاص مختل کنند.

گروواک توضیح داد: ASO‌ها با ورود به سلول باکتری، سنتز پروتئین‌های خاص فاژ را در نقطه‌ای کلیدی متوقف می‌کنند. به نوعی توانستیم با ASO چرخه تکثیر فاژ را هک کنیم.

این الیگومر‌ها در آزمایشگاه سنتز می‌شوند و قادرند به طور دقیق به بخش‌های مشخصی از RNA پیام‌رسان (mRNA) متصل شوند؛ RNA یی که اطلاعات ژنتیکی را از ژنوم به ماشین‌آلات سنتز پروتئین منتقل می‌کند. ASO‌ها مانعی ایجاد می‌کنند که از خوانده شدن mRNA و آغاز سنتز پروتئین جلوگیری می‌کند. فناوری ASO که به آنتی‌بیوتیک‌های برنامه‌پذیر یا آسوبیوتیک‌ها نیز معروف است، پیش‌تر در آزمایشگاه وگل مورد مطالعه قرار گرفته بود.

وگل افزود: با توجه به اینکه ASO‌ها می‌توانند سنتز پروتئین در باکتری‌ها را متوقف کنند، پیش‌بینی کردیم همین اثر ممکن است در فاژ‌ها نیز رخ دهد، زیرا فاژ‌ها با استفاده از ماشین‌آلات سلولی باکتری میزبان تکثیر می‌شوند؛ و پیش‌بینی ما کاملاً درست از آب درآمد.

در این مطالعه محققان روی یک فاژ عظیم به نام ΦKZ تمرکز کردند که پتانسیل درمان عفونت‌های خطرناک ناشی از باکتری بیمارستانی Pseudomonas aeruginosa را دارد. گروواک توضیح داد: فاژ‌های عظیم دارای ژنوم بسیار بزرگی هستند. با کمک ASO توانستیم سنتز تعداد زیادی از پروتئین‌های فاژ را به طور سیستماتیک خاموش کنیم و از طریق این روش پروتئین‌های کلیدی در تکثیر فاژ که پیش‌تر ناشناخته بودند، شناسایی شدند.

این دستاورد نشان می‌دهد که فناوری ASO می‌تواند به طور گسترده در تحقیقات فاژ مورد استفاده قرار گیرد تا مکانیسم‌های مولکولی پایه‌ای فاژ‌ها بهتر درک شود و زمینه توسعه روش‌های درمانی نوین علیه باکتری‌های پاتوژن فراهم گردد.

نتایج این پژوهش در مجله معتبر Nature منتشر شده است.

انتهای پیام/