نقش ریزآراِن‌اِی‌ها در ایجاد بیماری‌ها

 آمبروس و روکون که اکنون با جایزه نوبل پزشکی یا فیزیولوژی 2024 شناخته‌شده‌اند، در واقع نوع جدیدی از ماده ژنتیکی را شناسایی کردند که شیوه درک پژوهشگران از تنظیم ژن‌ها را تغییر داد. آراِن‌اِی (RNA) نیز مانند دی‌اِن‌اِی (DNA)، شکلی از ماده ژنتیکی است که از نوکلئوتیدهای منفرد متصل به یک زنجیره ساخته شده‌اند.

شکستن جزم زیست‌شناسی مولکولی

عقیده محوری در زیست‌شناسی مولکولی برای سال‌ها این بوده است که اطلاعات ژنتیکی همیشه در یک جهت جریان دارند: دی‌اِن‌اِی به شکل آراِن‌اِی رونویسی یا نسخه‌برداری (transcription) می‌شود و در مرحله بعد آراِن‌اِی به پروتئین ترجمه می‌شود. اما در انحرافی عمده از این جزم محوری، برخی از مولکول‌های آراِن‌اِی هرگز به پروتئین ترجمه نمی‌شوند یا به‌عبارت‌دیگر این مولکول‌ها هیچ پروتئینی را رمزبندی نمی‌کنند. ریز آراِن‌اِی یکی از این آراِن‌اِی‌های به اصطلاح غیر رمزبندی‌کننده است. آن‌ها امتداد کوتاهی از مواد ژنتیکی هستند که به جای رمزبندی برای یک پروتئین خاص، خودشان آراِن‌اِی‌های رمزبندی‌کننده پروتئین‌ها را کنترل می‌کنند.در واقع ریز آراِن‌اِی‌های ژن‌های خاصی را «روشن و خاموش می‌کنند. پژوهش‌ها درباره آراِن‌ای نسبت به پژوهش‌ها درباره سایر ماکرومولکول‌ها یا مولکول‌های بزرگ زیستی مانند دی‌اِن‌اِی و پروتئین عقب مانده است. اهدای جایزه نوبل (2024 ) به ریزآران‌ای نشان‌دهنده اهمیت آن‌ها در زیست‌شناسی و نویدبخش بودن استفاده درمانی بالقوه آنها برای بیماری‌های گوناگون از جمله سرطان است.

تنظیم‌کننده اصلی ژن‌های ما

دانشمندان ریزآراِن‌اِی‌ها را به دلیل توانایی آنها در اتصال به بسیاری از ‌آراِن‌اِی‌های رمزبندی‌کننده پروتئین و تغییر دادن بیان آنها (یعنی میزان ساخته شدن پروتئین‌ها از روی دستورهای ژنتیکی موجود در آنها) عامل اصلی تنظیم‌کننده ژنوم (عنوان تنظیم کننده اصلی ژنوم یعنی مجموعه ژن‌های ما)‌ می‌دانند. در واقع، یک ریزآراِن‌اِی‌ها واحد می‌تواند بین 10 تا 100 آراِن‌اِی‌ رمزبندی‌کننده پروتئین را تنظیم کند. این ریزآراِن‌اِی‌ها می‌توانند با اتصل به آراِن‌اِی‌های رمزبندی‌کننده پروتئین به اصطلاح «ژن‌ها را خاموش کنند» و به عبارت دیگر می‌توانند مانع ترجمه دی‌اِن‌ای به پروتئین شوند. دلیل اینکه ریزآراِن‌اِی‌ها می توانند چنین مجموعه متنوعی از آراِن‌اِی‌ها را تنظیم کنند، ناشی از توانایی آنها برای اتصال به آراِن‌اِی‌های هدفی است که کاملاً با آنها مطابقت ندارند، به عبارت دیگر یک ریزآراِن‌اِی‌ها واحد اغلب می‌تواند مجموعه‌ای از اهداف را تنظیم کند که همگی در فرآیندهای مشابه در سلول درگیر هستند و منجر به افزایش پاسخ می‌شوند.

نقش ریزآراِن‌اِی‌ها در ایجاد بیماری‌ها

از آنجایی که یک ریزآراِن‌اِی‌ منفرد می‌تواند چندین ژن را تنظیم کند، بسیاری از ریزآراِن‌اِی‌ها در صورت ناکارآمدی می‌توانند در ایجاد بیماری‌ها نقش داشته باشند. پژوهشگران در سال 2002 برای اولین بار نقش ریزآراِن‌اِی‌های ناکارآمد در بیماری را از طریق بیماران مبتلا به نوعی سرطان خون و مغز استخوان به نام «لوسمی لنفوسیتی مزمن» شناسایی کردند. این سرطان ناشی از از دست دادن ریزآراِن‌اِی‌ است که معمولاً در مهار کردن رشد سلول‌های سرطانی نقش دارند. دانشمندان از آن هنگام بیش از 2000 ریزآراِن‌اِی را در افراد شناسایی کرده‌اند که تغییرات آنها در ایجاد بسیاری از بیماری‌ها نقش دارند. این زمینه شناخت نسبتا دقیقی از چگونگی نقش اختلال عملکرد ریزآراِن‌اِی‌ها در ایجاد بیماری‌ها به دست داده است. تغییر یک ریزآراِن‌اِی‌ می تواند چندین ژن دیگر را تغییر دهد و این امر به نوبه خود به تغییرات زیاد دیگری می‌انجامد که در مجموع می‌تواند فیزیولوژی سلول را تغییر دهند.

چطور ریزآراِن‌اِی در ایجاد سرطان نقش دارد

توجه داشته باشید که در بیش از نیمی از سرطان‌ها به طور قابل‌توجهی فعالیت یک ریزآراِن‌اِی به نام miR-34a کاهش یافته است. از آنجایی که miR-34a بسیاری از ژن‌های دخیل در جلوگیری از رشد و مهاجرت سلول‌های سرطانی را تنظیم می‌کند، از دست دادن miR-34a می تواند خطر ابتلا به سرطان را افزایش دهد. پژوهشگران به دنبال استفاده از ریزآراِن‌اِی‌ها برای درمان سرطان، بیماری‌های قلبی، بیماری‌های عصب‌شناختی یا نورولوژیک و غیره هستند. اما با اینکه نتایج کاربرد آزمایشگاهی ریزآراِن‌اِی‌ها نتایج آزمایشگاهی امیدوارکننده بوده است، گام نهایی یعنی استفاده بالینی از درمان‌های بر اساس ریزآراِن‌اِی‌ها با چالش‌های متعددی روبرو شده است.