بررسی ساختار‌های آران‌ای در لحظه ممکن شد

یک روش میکروسکوپی جدید امکان مطالعه در لحظه ساختار «G-quaduplexes» آران‌ای در سلول‌های زنده را فراهم می‌کند و این پیامد‌هایی برای مبارزه با بیماری اسکلروز جانبی آمیوتروفیک دارد.

به نقل از ساینس‌دیلی، اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) که معمولا به عنوان بیماری لوگریگ و بیماری استیون هاوکینگ شناخته می‌شود، یک بیماری تخریب کننده سیستم عصبی است که منجر به از دست رفتن تدریجی کنترل بر عضلات بدن می‌شود.

در حال حاضر این بیماری غیرقابل درمان است و علت بیماری در بیش از ۹۰ درصد موارد ناشناخته است. اگرچه اعتقاد بر این است که عوامل ژنتیکی و عوامل محیطی هر دو در ایجاد آن دخیل هستند.

گروه‌های تحقیقاتی دکتر آکیرا کیتامورا (Akira Kitamura) در دانشکده علوم زیستی پیشرفته، دانشگاه هوکایدو، و پروفسور جرکر ویدنگرن (Jerker Widengren) در موسسه سلطنتی فناوری KTH، سوئد، روش جدیدی را توسعه داده‌اند که قادر به تشخیص ساختار آران‌ای در لحظه در سلول‌های زنده است.

مقاله مربوط به این روش که مبتنی بر طیف‌سنجی میکروسکوپی فلورسانس است، در مجله «Nucleic Acids Research» منتشر شد.

کیتامورا، نویسنده اول این مطالعه توضیح می‌دهد: یکی از عوامل ژنتیکی که تصور می‌شود در ایجاد بیماری ای‌ال‌اس نقش دارد، توالی خاصی از آران‌ای است که یک ساختار چهار رشته‌ای به نام «G-quadruplex» را تشکیل می‌دهد.

به طور معمول، این ساختار‌ها بیان ژن‌ها را تنظیم می‌کنند. با این حال، جهش در کروموزوم ۹ در انسان منجر به تشکیل «G-quaduplexes» می‌شود که ممکن است در ابتلا به بیماری‌های عصبی از جمله ای‌ال‌اس نقش داشته باشد.

یکی از بزرگترین موانع برای درک نقش دقیق «G-quaduplexes» در این بیماری، محدودیت‌ها در مطالعه نحوه تشکیل و مکان آن در سلول‌های زنده در لحظه است. محققان موفق شدند یک روش ساده، قوی و به‌طور گسترده‌ای قابل اجرا توسعه دهند که مشکلات موجود را حل می‌کند.

این روش یک رنگ سیانین به نام Alexa Fluor ۶۴۷ (AF ۶۴۷) را ردیابی می‌کند. هنگامی که آران‌ای نشانه‌گذاری می‌شود، حالت چشمک زن فلورسانس رنگ با تشکیل «G-quaduplexes» تغییر می‌کند. آن‌ها آران‌ای نشان‌دار شده را با استفاده از روشی میکروسکوپی به نام «TRAST» بررسی کردند تا این فلورسانس را که در لحظه چشمک می‌زند، تشخیص دهند.

کیتامورا در تشریح این روش گفت: از نظر بصری، تغییرات مشخص شده در شدت فلورسانس به صورت چشمک زدن به نظر می‌رسد.

در «TRAST»، ما سلول‌ها را در معرض یک الگوی خاص از تغییرات شدت نور قرار می‌دهیم و میانگین شدت فلورسانس ساطع شده از رنگ متصل به آران‌ای در سلول‌ها را در بازه‌های زمانی مشخص اندازه‌گیری می‌کنیم. با اندازه‌گیری تغییرات می‌توانیم ساختار‌های آران‌ای درون سلول را تشخیص دهیم.

این به نوبه خود امکان مطالعه «G-quaduplexes» آران‌ای در بیماری را در لحظه در سطح درون سلولی فراهم می‌کند.