فعل و انفعالات RNA-پروتئین می تواند به اهداف دارویی جدید کرونا منجر شود

توسط اقبال پیتالوالا، دانشگاه کالیفرنیا - ریورساید

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Andrew Zinin

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

مطالعه‌ای که توسط یکی از دانشمندان زیست‌پزشکی دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید انجام شد، اهداف جدیدی را برای داروهای ضد ویروس کرونا شناسایی کرده است، از جمله درمان‌هایی که ممکن است کمتر در برابر تکامل سریع این ویروس‌ها آسیب‌پذیر باشند.

این تحقیق که توسط Joy Xiang در UC Riverside و Gene Yeo در UC San Diego هدایت شد، برهمکنش‌های ناشناخته قبلی در ژنوم SARS-CoV-2 بین RNA و پروتئین‌های دخیل در تکثیر و تنظیم ویروس را ترسیم کرد.

SARS-CoV-2 ویروسی است که باعث COVID-19 می شود. این تیم مکان های خاصی شامل RNA پلیمراز وابسته به RNA (RdRp) و پروتئین نوکلئوکپسید (N) را شناسایی کردند و دریافتند که اختلال در این تعاملات به طور قابل توجهی تکثیر ویروسی را کاهش می دهد.

این یافته‌ها که در Nature Communications منتشر شده است، به جای تمرکز بر ویژگی‌های در حال تغییر مانند پروتئین اسپایک ویروس، اثبات اولیه‌ای از مفهوم هدف قرار دادن ویروس در نقاط بحرانی چرخه زندگی آن را ارائه می‌دهد.

شیانگ، استادیار علوم زیست پزشکی در دانشکده پزشکی UCR، گفت: «SARS-CoV-2 بسیار سریع تکامل می‌یابد، بنابراین مهم است که ماشین‌آلات اساسی و ضروری ویروس را درک کنیم.» "اگر ما چیزی ضروری را هدف قرار دهیم که ویروس برای عملکرد به آن وابسته است و به راحتی نمی تواند تغییر کند، احتمال اینکه ویروس از آن دور شود کمتر است که منجر به مقاومت دارویی می شود."

داروهای ضد ویروسی کنونی ارزش هدف قرار دادن ماشین آلات ویروسی ضروری را نشان می دهد. رمدسیویر RdRp، آنزیمی که ژنوم RNA ویروس را کپی می کند، هدف قرار می دهد، در حالی که Paxlovid پروتئین های ویروسی را هدف قرار می دهد که در پردازش زنجیره های پروتئینی طولانی تولید شده در طول عفونت نقش دارند.

شیانگ و همکارانش از تکنیکی به نام پیوند متقابل و رسوب ایمنی تقویت شده یا eCLIP برای بررسی ژنوم ویروس و تعیین محل تعامل پروتئین های ویروسی با RNA استفاده کردند. این رویکرد به جای بررسی تنها مناطقی که از قبل پیش‌بینی شده‌اند مهم هستند، به محققان اجازه می‌دهد تا تعاملات در سراسر ژنوم را نقشه‌برداری کنند و مکان‌های غیرمنتظره را شناسایی کنند.

یکی از یافته‌ها شامل پروتئین N و ناحیه‌ای در ابتدای ژنوم ویروسی به نام منطقه ترجمه نشده 5 بود. این منطقه حاوی یک ساختار پیچیده RNA است که در بین کروناویروس ها بسیار محافظت شده است، اما عملکرد دقیق آن به طور کامل شناخته نشده است. محققان دریافتند که تعامل آن با پروتئین N به نظر می‌رسد که ترجمه را تنظیم می‌کند، فرآیندی که طی آن از RNA ویروسی برای ساخت پروتئین استفاده می‌شود.

محققان همچنین یک تعامل ناشناخته قبلی شامل RdRp و RNA کد کننده پروتئین ویروسی NSP3 را شناسایی کردند. این یافته نشان می‌دهد که RNA ویروسی ممکن است نقش‌های تنظیمی فراتر از صرفا به‌عنوان الگویی برای تولید پروتئین داشته باشد.

یئو، پروفسور پزشکی سلولی و مولکولی در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو، می‌گوید: «ویروس‌ها در نگاه اول ساده‌تر از انسان به نظر می‌رسند، اما پیچیدگی‌های زیربنایی زیادی در زیست‌شناسی مولکولی آن‌ها وجود دارد که تازه در حال کشف آن‌ها هستیم». یافته‌های ما نشان می‌دهد که RNA ویروسی ممکن است نقش مهم‌تری در تنظیم فرآیندهای سلولی بنیادی نسبت به آنچه قبلا می‌دانستیم داشته باشد.

سپس محققان آزمایش کردند که آیا می‌توان با استفاده از الیگونوکلئوتیدهای آنتی‌سنس - توالی‌های اسید نوکلئیک اصلاح‌شده کوتاه و طراحی‌شده برای اتصال به مناطق خاصی از RNA، مناطق تازه شناسایی‌شده را مختل کرد یا خیر. مسدود کردن مکان‌های تعامل به طور قابل توجهی تکثیر ویروسی را در سلول‌های Vero که از سلول‌های میمون سبز آفریقایی مشتق شده‌اند، کاهش داد.

این تیم نتایج مشابهی را در سلول‌های ریه انسان پیدا کرد و شواهد بیشتری ارائه کرد که نشان می‌دهد این فعل و انفعالات می‌تواند با عفونت انسان مرتبط باشد. یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که هدف قرار دادن فرآیندهای ویروسی حفاظت‌شده می‌تواند در سلول‌ها، اندام‌ها و ارگانیسم‌های میزبان مختلف کار کند، که عاملی حیاتی در آماده‌سازی برای رویدادهای سرریز مشترک بین انسان و دام در آینده است که منجر به اپیدمی‌ها می‌شود.

شیانگ گفت که کار هنوز در مراحل اولیه است. او گفت که این آزمایش‌ها در کشت‌های سلولی انجام شد و مطالعات حیوانی برای تعیین اینکه آیا این یافته‌ها در نهایت می‌تواند به یک رویکرد درمانی تبدیل شود، مورد نیاز است.

این تحقیق همچنین به امکان توسعه درمان هایی اشاره می کند که می توانند علیه چندین ویروس کرونا کار کنند. از آنجایی که برخی از پروتئین‌ها و توالی‌های RNA درگیر در این فرآیندهای چرخه حیات ویروسی در بین کروناویروس‌ها حفظ می‌شوند، هدف قرار دادن آن‌ها می‌تواند کمتر به ظهور انواع مختلف ویروسی وابسته باشد.

شیانگ گفت: "هدف درک این تعاملات اصلی است تا در نهایت توسعه دهندگان دارو بتوانند درمان هایی را توسعه دهند که به طور خاص آنها را هدف قرار دهد."

نقشه‌برداری اولیه برهمکنش ژنومی در UC San Diego انجام شد، جایی که شیانگ تحقیقات پسا دکتری خود را با Yeo تکمیل کرد. شیانگ پس از آن که در سال 2024 به دانشکده پیوست، این کار را در UCR انجام داد.

شیانگ اکنون به طور مستقل تحقیقاتی را در مورد برهمکنش‌های مشابه RNA-پروتئین در سایر ویروس‌ها دنبال می‌کند، در حالی که گروه Yeo در UC San Diego به توسعه فناوری‌های تعامل RNA-پروتئین ادامه می‌دهد.

برای شیانگ، اهمیت گسترده‌تر این تحقیق فراتر از COVID-19 و توسعه یک دارو است.

او گفت: «ما به جای اینکه صرفا در برابر شیوع واکنش نشان دهیم، باید زیست‌شناسی اساسی این ویروس‌ها را درک کنیم. "مطالعه این تفاوت های بیولوژیکی ارزش دارد، زیرا این درک می تواند فرصت های جدیدی را برای توسعه درمان های بهتر به ما بدهد."

محققان UCR و UC San Diego به Xiang و Yeo در این مطالعه پیوستند.

Joy S. Xiang و همکاران، نقشه برداری eCLIP در مقیاس ژنومی برهمکنش های RNA SARS-CoV-2 با NSP8، NSP12، و N مکان های نظارتی، Nature Communications (2026) را نشان می دهد. DOI: 10.1038/s41467-026-78788-z

ارائه شده توسط دانشگاه کالیفرنیا - ریورساید

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →