اختراق في أبحاث ديناميكيات البروتين يمكن أن يؤدي إلى علاجات جديدة للسرطان – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Protein dynamics research breakthrough could result in new cancer treatments
(Northumbria University – بواسطة: جامعة نورثمبريا)

ملخص المقالة:

اكتشف باحثون من جامعتي نورثمبريا (إنجلترا) وبوغازيتشي (تركيا) طريقة جديدة لفحص بنية وديناميكيات جزيئات البروتين المفردة داخل جسم الإنسان، يمكن أن تساعد العلماء على فهم أفضل لتطور وعلاج الأمراض. واستُخْدِمت تقنية “الفحص المجهري للقوة الذري” التي سمحت بتحديد جزيء بروتين واحد ضمن عينة من الملايين والتحقيق في كيفية تصرفه عند دمجه مع جزيئات أخرى. وتم دمج هذه التقنية مع استقصاء حسابي يسمح بتطوير نماذج وبيانات قائمة على المحاكاة للتنبوء بكيفية تفاعل الجزيء والتحول بعد التغيرات البيوكيميائية وتأثير ذلك على تطور المرض. وستسمح هذه التقنية بتصميم عقاقير جديدة لعلاج أمراض مثل السرطان، إضافة الى إمكانات هائلة للتطبيق، قد تؤدي إلى اختراقات جديدة في علاج الأمراض.

 ( المقالة )

اكتشف باحثون من جامعة نورثمبريا [١] في نيوكاسل وجامعة بوغازيتشي [٢] في تركيا طريقة جديدة لفحص بنية وديناميكيات جزيئات البروتين المفردة داخل جسم الإنسان – والتي يمكن أن تساعد العلماء على فهم أفضل لتطور الأمراض مثل السرطان وعلاجها.

واستخدم الفريق، بقيادة الدكتور حمدي تورون من قسم الرياضيات والفيزياء والهندسة الكهربائية في جامعة نورثمبريا، تقنية تُعرف باسم الفحص المجهري للقوة الذرية والتي سمحت لهم بتحديد جزيء بروتين واحد ضمن عينة من الملايين والتحقيق في كيفية تصرفه عند دمجه مع جزيئات أخرى.

وبقيادة البروفيسور توركان هاليل أوغلو، قاموا بدمج هذه التقنية مع استقصاء حسابي والذي يسمح للعلماء بتطوير نماذج وبيانات قائمة على المحاكاة – في هذه الحالة يتنبأون بكيفية تفاعل الجزيء والتحول بعد التغيرات البيوكيميائية وكيف يمكن أن يؤثر ذلك على تطور المرض.

وستسمح القدرة على تحديد مثل هذه الطفرات للعلماء بفهم الأمراض التي تسببها الطفرات مثل السرطان والتليف الكيسي، بالإضافة إلى تصميم عقاقير أكثر فعالية لعلاج هذه الأمراض أو التطعيم ضدها، وحتى كوفيد- 19 في المستقبل.

وفي حديثه عن البحث، قال الدكتور تورون: “هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها الجمع بين هاتين الطريقتين للاستقصاء التجريبي والاستقصاء الحسابي لفحص جزيء بروتين معين”. وأضاف: “إن عزل جزيء معين بهذه الطريقة ليس ممارسة شائعة، ولكنه الطريقة الأكثر فاعلية لفحص بنية الجزيء وطرح أسئلة مثل: ماذا لو قمت بتغيير جزء معين من البروتين؟ أو ماذا لو قمت بربط إنزيم معين بالبروتين؟”

وأضاف: “إن الإجابات على هذه الأسئلة ستسمح لنا بعد ذلك بتصميم عقاقير جديدة لعلاج أمراض مثل السرطان، مما قد يحدث فرقًا كبيرًا في حياة الناس”.

وقد تم نشر البحث في مجلة “بيوفيزيكل Biophysical” في ورقة بعنوان ” Oncogenic mutations on Rac1 affect global intrinsic dynamics underlying GTP and PAK1 binding “. وتم اختيار صورة تصور نتائج تحقيقاتها الحسابية أيضا لتظهر على غلاف المجلة (مجلد 120، عدد 5).

وتم تمويل مشروع البحث، الذي يحمل عنوان “القوة والوظيفة في الجزيئات الكبيرة البيولوجية: المحاكاة الجزيئية ودراسات الجزيء الأحادي Force and Function in Biological Macromolecules: Molecular Simulation and Single-Molecule Studies” ، من قبل مجلس البحوث العلمية والتكنولوجية في تركيا (TUBİTAK).

وفي حديثه عن إمكانية استخدام هذه التقنية على نطاق أوسع، قال الدكتور تورون: “بالنسبة لهذه الدراسة، اخترنا فحص بروتين متوفر في جميع الخلايا البشرية، ولكن يمكن تطبيق هذه التقنية على أي بروتين، على سبيل المثال بروتين سبايك الموجود في فيروس كورونا”. وتابع: “هذا البحث لديه إمكانات هائلة للتطبيق، ونأمل أن يؤدي إلى اختراقات جديدة في علاج الأمراض في المستقبل”.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

https://phys.org/news/2021-03-protein-dynamics-breakthrough-result-cancer.html

الهوامش:

[١] جامعة نوثمبريا (قانونيا جامعة نورثمبريا في نيوكاسل) هي جامعة عامة في المملكة المتحدة تقع في نيوكاسل في شمال شرق إنجلترا. وقد أصبحت جامعة منذ عام 1992، وتعود أصولها الى كلية رذرفورد التي تأسست عام 1877، وكلية الفنون والتصميم وكلية التجارة البلدية الذين تم دمجهم في عام 1969 لتشكل نيوكاسل بوليتكنك. وأصبحت البوليتكنيك المركز الإقليمي لتدريب المعلمين مع انشاء كلية التربية في المدينة في عام 1974 وكلية التربية في المقاطعات الشمالية في عام 1976. وفي عام 1992، أعيد تشكيل نيوكاسل بوليتكنك لتصبح جامعة نورثمبريا الجديدة. وتضم الجامعة 26,450 طالبًا بدوام كامل و 2,684 من أعضاء هيئة التدريس والبحث. ويكيبيديا

[٢] تأسست كلية روبرت في مدينة إسطنبول بتركيا، من قبل الدكتور سيروس هاملين، المعلم والمخترع والفني والمهندس المعماري والبنَّاء، والسيد كريستوفر راينلاندر روبرت، وهو رجل خير معروف وتاجر ثري من نيويورك. وفي العاشر من سبتمبر 1971، تأسست جامعة بوغازيتشي رسميًا في ما كان يُعرف باسم حرم كلية روبرت لأكثر من مائة عام. ويكيبيديا