نظام مناعي بكتيري يستشعر تلف الجينوم

نظام مناعي بكتيري يستشعر تلف الجينوم
مصر -ايهاب محمد زايد
ورقة بحثية جديدة تكشف عن آلية جديدة لاستشعار التهديد
تتعرف الدفاعات المناعية على مجموعة متنوعة من الإشارات والأنماط للكشف عن مسببات الأمراض والتهديدات الأخرى. في ورقة بحثية جديدة في مجلة Cell ، يكشف مختبر Doudna وزملاؤه في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو عن آلية مناعية جديدة في الجهاز المناعي للبكتيريا Hachiman: استشعار سلامة الجينوم .

لقد طورت البكتيريا العديد من الطرق للدفاع ضد البكتيريا العاثية ، وهي الفيروسات التي تصيبها، بما في ذلك نظام CRISPR – Cas9 الشهير . تم التعرف على نظام Hachiman منذ سنوات، ولكن حتى الآن، كانت آليته المناعية لغزًا. كان الباحثون مهتمين بشكل خاص بنظام Hachiman لأنه، مثل أنظمة CRISPR، كان معروفًا أنه يحتوي على بروتين يفك ارتباط الحمض النووي و/أو الحمض النووي الريبي .

لقد اكتشف الباحثون من خلال الجمع بين العمل في المختبر وفي الجسم الحي، والفحص المجهري المذهل، أن هاتشيمان يتعرف على تلف الحمض النووي من خلال كسر بنية الحلزون المزدوج للحمض النووي. وعندما يتم التعرف على هذه العلامة الدالة على الإصابة، يقوم نظام هاتشيمان بتطهير الخلية البكتيرية المضيفة من كل الحمض النووي: الحمض النووي للبكتيريا نفسها والبكتيريا المسببة للعدوى، تاركا وراءه “خلية وهمية” خاملة. ويمنع هذا التضحية الخلية البكتيرية المصابة من نشر العدوى الفيروسية إلى الخلايا المجاورة.

تُظهر اللوحة الموجودة على اليسار خلايا بكتيرية. يظهر غشاء الخلية باللون الأحمر ويظهر الحمض النووي باللون الأزرق المخضر. تُظهر اللوحة الموجودة على اليمين خلايا بكتيرية تعرضت لعدوى البكتيريا: الغياب الواضح للحمض النووي ومعظم هذه الخلايا هو نتيجة لنظام هاتشيمان.
تُظهر اللوحة الموجودة على اليسار خلايا بكتيرية. يظهر غشاء الخلية باللون الأحمر ويظهر الحمض النووي باللون الأزرق المخضر. تُظهر اللوحة الموجودة على اليمين خلايا بكتيرية تعرضت لعدوى البكتيريا: إن الغياب الواضح للحمض النووي في “الخلايا الوهمية” هو نتيجة لنظام هاتشيمان.
يقول المؤلف الأول المشارك بن أدلر، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر دودنا: “حيثما توجد أنظمة مناعية، توجد أنماط يمكن التعرف عليها ضد مسببات الأمراض الأجنبية. إذا تمكنت من معرفة الأنماط التي يتم التعرف عليها بواسطة الأنظمة المناعية، فيمكنك اكتشاف طرق جديدة لبرمجتها واكتشاف موضوعات مركزية جديدة في علم الأحياء”.

وبعبارة أخرى، من خلال التعرف على ما تعرفه أجهزة المناعة، يمكننا أن نتعلم المزيد عن البيولوجيا الأساسية للكائنات الحية المختلفة.

بن أدلر وأوين تاك
المؤلفان الرئيسيان المشاركان بن أدلر، على اليسار، وأوين تاك، على اليمين
يقول أوين تاك، أحد المؤلفين الرئيسيين، وهو طالب دراسات عليا في مختبر دودنا: “مؤخرًا، نظرًا للزيادة الهائلة في كمية البيانات الجينية، توصلنا إلى اكتشاف أن البكتيريا تشفر في الواقع العديد والعديد من أنظمة المناعة الإضافية”. “وأحد أكثر الأجزاء المذهلة في هذا الأمر هو أن بعض هذه الأنظمة تشبه في الواقع آليات المناعة الموجودة في حقيقيات النوى ، بما في ذلك البشر. هناك فرصة لتعلم أشياء رائعة تحدث في الميكروبات ثم توسيع هذه المعرفة لتعلم أشياء عن أنفسنا”.

كما تعد الأنظمة المناعية مصدرًا غنيًا للأدوات اللازمة لأبحاث البيولوجيا الجزيئية والطب. وتعد إنزيمات القيد والأجسام المضادة وأدوات الجينوم القائمة على كريسبر من بين الأدوات الأكثر إثارة وتأثيرًا والتي تم استخلاصها من الأنظمة المناعية الطبيعية. فهل يكون هاتشيمان التالي؟ الوقت وحده هو الذي يمكنه معرفة ذلك.