اكتشف الباحثون نوعًا جديدًا من تلف الحمض النووي المخبأ داخل الميتوكوندريا

قد يكون للنتائج آثار مهمة على الأمراض المرتبطة بخلل الميتوكوندريا.

شكل تم تحديده حديثًا من الحمض النووي قد يساعد الضرر داخل الميتوكوندريا، وهي الهياكل الصغيرة التي تزود خلايانا بالطاقة، في تفسير كيفية اكتشاف الجسم للإجهاد والتفاعل معه. ال بقيادة جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد بحث، نشر في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلومويشير إلى روابط محتملة مع أمراض مرتبطة بخلل الميتوكوندريا، بما في ذلك السرطان والسكري.

تحمل الميتوكوندريا الكود الجيني الخاص بها، والذي يسمى الحمض النووي للميتوكوندريا (mtDNA)، وهو أمر بالغ الأهمية لإنتاج الطاقة ولإرسال الإشارات داخل الخلية وإلى المناطق المحيطة بها. لقد أدرك العلماء منذ فترة طويلة أن الحمض النووي الميتوكوندري يمكن أن يتضرر بسهولة، ولكن الأسباب الكامنة وراء ذلك لم تكن مفهومة بالكامل. تسلط الدراسة الجديدة الضوء على دور الحمض النووي الجلوتاثيونيل (GSH-DNA) كمصدر رئيسي لهذا الضرر.

تتشكل التقريبات عندما تقوم مادة كيميائية، مثل مادة مسرطنة، بربط نفسها بالحمض النووي وإنشاء علامة ضخمة. وبدون الإصلاح المناسب، يمكن أن تؤدي هذه التغييرات إلى طفرات تزيد من احتمالية الإصابة بالأمراض.

مشكلة “لزجة” للحمض النووي للميتوكوندريا

كشفت التجارب التي أجريت على الخلايا البشرية المزروعة أن هذه التقاربات تتراكم في الحمض النووي الميتوكوندري بمستويات تصل إلى 80 مرة أعلى من الحمض النووي الموجود في نواة الخلية. يشير هذا النمط إلى أن mtDNA معرض بشكل خاص لهذا النوع من الإصابة.

أوضح لينلين تشاو، كبير الباحثين وأستاذ الكيمياء المساعد في جامعة كاليفورنيا، أن الحمض النووي الميتوكوندري لا يشكل سوى جزء صغير – حوالي 1-5٪ – من كل الحمض النووي في الخلية. وهو دائري الشكل، ويحتوي على 37 جينا فقط، وينتقل من الأم فقط. في المقابل، فإن الحمض النووي النووي (nDNA) خطي الشكل وموروثة من كلا الوالدين.

وقال تشاو: “إن mtDNA أكثر عرضة للضرر من nDNA”. “كل ميتوكوندريا لديها العديد من نسخ الحمض النووي الميتوكوندري، مما يوفر بعض الحماية الاحتياطية. أنظمة إصلاح الحمض النووي الميتوكوندري ليست قوية أو فعالة مثل تلك الخاصة بالحمض النووي النووي.”

قام الباحث الرئيسي والمؤلف الأول، يو هسوان تشن، طالب الدكتوراه في مختبر تشاو، بتشبيه الميتوكوندريا بمحرك الخلية ومركز الإشارة.

قال تشين: “عندما يتلف دليل المحرك – DNA mtDNA – فإن ذلك لا يكون دائمًا بسبب خطأ إملائي، أو بسبب طفرة”. “في بعض الأحيان، يكون الأمر أشبه بمذكرة لاصقة تلتصق بالصفحات، مما يجعل من الصعب قراءتها واستخدامها. وهذا ما تفعله مقاربات GSH-DNA هذه.”

من تلف الحمض النووي إلى المرض

وربط الباحثون تراكم الآفات اللزجة بالتغيرات الكبيرة في وظيفة الميتوكوندريا. ولاحظوا انخفاضًا في البروتينات اللازمة لإنتاج الطاقة وزيادة متزامنة في البروتينات التي تساعد في الاستجابة للتوتر وإصلاح الميتوكوندريا، مما يشير إلى أن الخلية تقاوم الضرر.

استخدم الباحثون أيضًا عمليات محاكاة حاسوبية متقدمة لنمذجة تأثير المقاربات.

وقال تشين: “لقد وجدنا أن العلامات اللاصقة يمكن أن تجعل الحمض النووي للميتوكوندريا أقل مرونة وأكثر صلابة”. “قد تكون هذه هي الطريقة التي تحدد بها الخلية الحمض النووي التالف للتخلص منه، مما يمنع نسخه ونقله.”

النتائج التي توصل إليها الفريق تبشر بفهم الأمراض. وفقًا لتشاو، فإن اكتشاف مقاربات GSH-DNA يفتح حدودًا جديدة للبحث في كيفية عمل الحمض النووي الميتوكوندري التالف كإشارة إجهاد.

وقال: “لقد تم ربط مشاكل الميتوكوندريا والالتهابات المرتبطة بالحمض النووي الميتوكوندري التالف بأمراض مثل التنكس العصبي والسكري”. “عندما يتضرر الحمض النووي للميتوكوندريا، فإنه يمكن أن يهرب من الميتوكوندريا ويؤدي إلى استجابات مناعية والتهابية. إن النوع الجديد من تعديل الحمض النووي للميتوكوندريا الذي اكتشفناه يمكن أن يفتح اتجاهات بحثية جديدة لفهم كيفية تأثيره على النشاط المناعي والالتهابات.”

المرجع: “تتراكم مقاربات الحمض النووي الجلوتاثيونيل في الحمض النووي للميتوكوندريا ويتم تنظيمها بواسطة نوكلياز AP 1 وتيروسيل-دنا فوسفودايستراز 1” بقلم يو هسوان تشن، ومارتن إسبارزا سانشيز، وتا آي هونغ، وجين تانغ، ووينيان شو، وجيكاي يين، وين شنغ وانغ، وتشيا أون إيه تشانغ، وهويمين تشانغ، وجونجي تشين، ولينلين تشاو، 19 نوفمبر 2025، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى: 10.1073/pnas.2509312122

تم دعم البحث بمنح من المعاهد الوطنية للصحة وUCR.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.