Breaking News

Breaking

Post Top Ad

Your Ad Spot

Friday, March 11, 2022

العلماء يقفزون إلى الأمام في مجال التسلسل الجيني

العلماء يقفزون إلى الأمام في مجال التسلسل الجيني

تُظهر هذه الصورة إنزيم Taq في تكوينه المفتوح في انتظار وصول قاعدة كيميائية جديدة حتى يتمكن من محاولة ملاءمته مع سلسلة DNA. الائتمان: Max Strul / UCI و Lorena Beese Laboratory / جامعة ديوك

في ورقة نشرت اليوم في تقدم العلوم، باحثون في قسم الكيمياء وقسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كاليفورنيا ، كشف إيرفين عن تفاصيل جديدة حول إنزيم رئيسي يجعل تسلسل الحمض النووي ممكنًا. يمثل هذا الاكتشاف قفزة إلى الأمام في عصر الطب الشخصي حيث سيتمكن الأطباء من تصميم علاجات تعتمد على جينومات المرضى الأفراد.

“الإنزيمات تجعل الحياة ممكنة عن طريق التحفيز قال جريج فايس ، أستاذ الكيمياء في جامعة UCI والمؤلف المشارك في الدراسة الجديدة ، إن الأمر بخلاف ذلك سيستغرق وقتًا طويلاً بالنسبة للكائن الحي. “أحد التحولات التي نهتم بها حقًا ضرورية لجميع أشكال الحياة على هذا الكوكب – إنها العملية التي يتم من خلالها نسخ الحمض النووي وإصلاحه. “

الجزيء الذي درسه الفريق بقيادة UCI هو جزيء يسمى طق ، وهو اسم مشتق من الكائنات الحية الدقيقة التي تم اكتشافها لأول مرة فيها ، ترمس أكواتيكوس. إن الجزيء الذي درسه فريق UCI بقيادة UCI هو إنزيم يسمى Taq ، وهو اسم مشتق من الكائنات الحية الدقيقة التي تم اكتشافها لأول مرة في Thermos aquaticus. طق يكرر الحمض النووي. تستفيد تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل ، وهي التقنية التي تستخدم آلاف الاستخدامات من الطب الشرعي إلى اختبارات تفاعل البوليميراز المتسلسل للكشف عن COVID-19 ، من تقنية Taq.

وجد الفريق بقيادة UCI أن Taq ، لأنها تساعد في صنع نسخ جديدة من الحمض النووي ، تتصرف تمامًا على عكس ما كان يعتقده العلماء سابقًا. بدلاً من التصرف كآلة جيدة التزيت وفعالة تعمل باستمرار على إنتاج نسخ الحمض النووي ، أوضح فايس أن الإنزيم يتصرف مثل المتسوق العشوائي الذي يتجول في ممرات المتجر ، ويرمي كل ما يراه في عربة التسوق.

قال فايس: “بدلاً من اختيار كل قطعة بعناية لإضافتها إلى سلسلة الحمض النووي ، يلتقط الإنزيم العشرات من العناصر غير الملائمة لكل قطعة تُضاف بنجاح”. “مثل المتسوق الذي يفحص العناصر من قائمة التسوق ، يختبر الإنزيم كل جزء مقابل تسلسل الحمض النووي الذي يحاول تكراره.”






https://www.youtube.com/watch؟v=96VfOrbGkcw

من المعروف أن Taq ترفض أي عناصر خاطئة تهبط في عربة التسوق الخاصة بها – وهذا الرفض هو المفتاح ، بعد كل شيء ، لتكرار تسلسل الحمض النووي بنجاح. المثير للدهشة في العمل الجديد هو مدى تكرار رفض طق للقواعد الصحيحة. “إنه يعادل متسوقًا يأخذ نصف دزينة من علب الطماطم المتطابقة ، ويضعها في العربة ، ويختبرها جميعًا عندما تكون هناك حاجة إلى واحدة فقط.”

الرسالة التي يجب أخذها إلى المنزل: طق أقل كفاءة بكثير في أداء وظيفتها مما يمكن أن تكون عليه.

هذا الاكتشاف يمثل قفزة نحو إحداث ثورة في الرعاية الطبية ، كما أوضح فيليب كولينز ، الأستاذ في قسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كاليفورنيا ، وهو مؤلف مشارك في البحث الجديد. هذا لأنه إذا فهم العلماء كيفية عمل Taq ، فيمكنهم فهم مدى دقة الجينوم المتسلسل للشخص بشكل أفضل.

قال كولينز: “كل شخص لديه جينوم مختلف قليلاً ، مع طفرات مختلفة في أماكن مختلفة. بعض هؤلاء مسؤولون عن الأمراض ، والبعض الآخر مسؤول عن أي شيء على الإطلاق. لمعرفة ما إذا كانت هذه الاختلافات مهمة أو رعاية صحية – لوصف الأدوية بشكل صحيح – تحتاج إلى معرفة الاختلافات بدقة. ”

قال كولينز ، الذي ابتكر مختبره أجهزة بمقياس النانو لدراسة سلوك طق: “لا يعرف العلماء كيف تحقق هذه الإنزيمات دقتها”. يسأل كولينز: “كيف تضمن للمريض أنك قمت بترتيب تسلسل الحمض النووي بدقة عندما يكون مختلفًا عن الجينوم البشري المقبول؟






https://www.youtube.com/watch؟v=kdmutjIuhbE

وقال فايس: “يمكن استخدام هذا العمل لتطوير نسخ محسنة من Taq تضيع وقتًا أقل أثناء عمل نسخ من الحمض النووي”.

لا تتوقف آثار العمل عند الطب ؛ كل مجال علمي يعتمد على تسلسل دقيق للحمض النووي سيستفيد من فهم أفضل لكيفية عمل Taq. في تفسير التاريخ التطوري باستخدام الحمض النووي القديم ، على سبيل المثال ، يعتمد العلماء على افتراضات حول كيفية تغير الحمض النووي بمرور الوقت ، وتعتمد هذه الافتراضات على التسلسل الجيني الدقيق.

قال كولينز: “لقد دخلنا قرن البيانات الجينومية”. “في بداية القرن حللنا لأول مرة ، بدأنا نفهم الكائنات الحية والأنواع والتاريخ البشري بهذه المعلومات المكتشفة حديثًا من علم الجينوم ، لكن هذه المعلومات الجينومية مفيدة فقط إذا كانت دقيقة. ”

المؤلفون المشاركون في هذه الدراسة هم ماكنزي تورفي ، دكتوراه ، طالبة دراسات عليا سابقة في الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، وكريستين غابرييل ، دكتوراه ، طالبة دراسات عليا سابقة في البيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية.


تعمل خوارزمية جديدة عالية الدقة على قياس القدرة على تجميع جينومات كاملة


معلومات اكثر:
Mackenzie W. Turvey وآخرون ، جزيء واحد Taq DNA polymerase dynamics ، تقدم العلم (2022). DOI: 10.1126 / sciadv.abl3522

الاقتباس: العلماء يقفزون إلى الأمام من أجل التسلسل الجيني (2022 ، 11 مارس) تم استرجاعه في 11 مارس 2022 من https://phys.org/news/2022-03-scientists-genetic-sequencing.html

هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. بصرف النظر عن أي تعامل عادل لغرض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى لأغراض إعلامية فقط.

1 comment:

Powered by Blogger.

Search This Blog

Post Top Ad