Helen Fields, Stanford Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Molekulyar Hüceyrə (2026). DOI: 10.1016/j.molcel.2026.04.023

Hər bir insan hüceyrəsində zülal istehsal edən milyonlarla ribosom var. Onilliklər ərzində bioloqlar ribosomları kiçik, vahid maşınlar hesab edirdilər. Lakin indi Stanford Tibb Universitetinin bir qrupu ribosomların əvvəllər düşünüləndən daha maraqlı və mürəkkəb olduğunu göstərir.

Onların son nailiyyəti, işləyən ribosomdan tək bir komponenti qoparmaq qabiliyyətinə malik Ribo-Tweezer adlı yeni bir alətdir. Texnologiya tədqiqat üçün yeni yollar açır. Məsələn, Ribo-Tweezerdən istifadə edərək ribosomdan bir zülal qoparmaqla komanda sürpriz tapdı. Görünür, bu zülal kök hüceyrələrin çoxfunksiyalı qalmasına, əsasən onların “kök”ünü saxlamasına kömək edirdi.

“Bu, çox sıx bir sahədir”, genetika üzrə dosent, fəlsəfə doktoru Maria Barna dedi. “Yeni suallara cavab vermək üçün daim yeni texnologiyalar icad etməli oluruq.” Ribo-Tweezer-in inkişafı və yeni tapıntılar Molecular Cell jurnalında dərc olunub .

Ribosomun rolu

Biologiyanın əsas doqması budur: DNT mRNT yaratmaq üçün nüvədə transkripsiya olunur; mRNT hüceyrənin sitoplazmasına doğru hərəkət edir və ribosomla qarşılaşır; ribosom isə mRNT-ni qatlanaraq hüceyrənin işini yerinə yetirən zülallar zəncirinə çevirir.

Ribosomlar əvvəllər bu prosesin maraqsız bir hissəsi hesab olunurdu: ardıcıl mini-maşınlar, sadəcə işlərini əzbərləyərək yerinə yetirirdilər.

Lakin Barna Kaliforniya Universitetinin San-Fransisko şöbəsinin əməkdaşı olanda ribosomlar haqqında bir şey öyrəndi. O, fəqərələri düzgün inkişaf etməyən mutant siçanı öyrənirdi – məsələn, boyun fəqərələrində qabırğalar çıxırdı. O, bu fərqə səbəb olan geni axtarırdı. O, işinin normal inkişafın necə baş verdiyinə dair yeni məlumatlar gətirəcəyini düşünürdü.

Lakin geni tapanda o, əmin idi ki, orada hansısa səhv var. Genetik xəritəyə görə, siçanın mutasiyası ribosomu təşkil edən 80 zülaldan birini kodlayan gendə idi. Bir tələbə, eyni inkişaf dəyişikliyi olan başqa bir siçanda eyni DNT bölgəsini müəyyən edən bir Yapon tədqiqat qrupunun məqaləsini tapdı. Əlaqə saxladıqda öyrəndi ki, onlar tapıntını təəccüblü, lakin izaholunmaz hesab ediblər. Digər tədqiqatçıya eyni şeyi tapdığını deyəndə, tədqiqatçı şoka düşdü.

“Genetikada sevdiyim şey budur – o, sizi heç vaxt düşünmədiyiniz, soruşmadığınız və ya öyrənmədiyiniz şeylərə aparır. Amma genetik nəticələrini inkar edə bilməzsiniz”, – Barna dedi.

O vaxtdan bəri bioloqların ribosomlar haqqında anlayışı sürətlə artmışdır. Müəyyən genetik xəstəliklər ribosomal zülallardakı mutasiyalarla əlaqələndirilir. Müxtəlif növ hüceyrələrin fərqli növləri var; məsələn, yalnız ürək üçün xüsusi ribosomlar var – onlar olmadan ürək düzgün işləmir. 2023-cü ildə 200-dən çox tədqiqat qrupundan insanlar ribosomal heterojenliyə dair ilk beynəlxalq görüşdə iştirak etdilər.

Bir protein necə çıxarılır

Bir zülalın nə etdiyini öyrənməyin klassik yolu onu yaradan geni məhv etməkdir. Lakin bu, yalnız zülalın yaşaması üçün tələb olunmadığı təqdirdə işləyir. Ribosomun 80 əsas zülalının çoxu, ehtimal ki, ribosomun nüvə daxilində yığılmasında mühüm rol oynayır.

Barna, ribosom sitoplazmaya keçib işə başladıqdan sonra bu ribosomal zülalların nə etdiyini bilmək istəyirdi. Təxminən yeddi-səkkiz il əvvəl onun qrupu laboratoriyada lövhədə rəsm çəkərək bunu necə həll edəcəyini müzakirə etməyə başladı. “Unutmayın ki, biz bioloquq”, Barna onlara dedi. “Tutaq ki, biz Lego ilə oynayırıq və ya uşaq oyunu oynayırıq və bu problemlə qarşılaşırıq. Nə edə bilərik?”

“Ribo-Mayka” adı texnologiyadan əvvəl yaranmışdı. “Biz elə bilirdik ki, sadəcə hüceyrənin sitoplazmasına daxil olmaq və bu böyük mexanizmin fərdi komponentlərini sözün əsl mənasında çıxarmaq üçün böyük bir cımbız icad edəcəyik və sonra bunu etmək üçün texnologiyaların yavaş-yavaş inkişaf etdirilməsi üçün illər sərf etdik”, – Barna dedi.

Ribo-Pinç, auksin induksiyalı degron 2 (AID2) kimi tanınan bir sistemdən istifadə edir. Degron, hüceyrənin zibil sisteminə onu atmağı əmr edən bir zülal üzərindəki etiket və ya ünvan etiketinə bənzəyir. Bioloqlar müəyyən bir zülalı hədəf almaq və məhv etmək üçün AID2 sistemindən istifadə edirlər.

Barna və həmkarları sistemlərini Ribo-Pincel ilə çıxarılması lazım olan zülalın üzərindəki degronla qurdular. Onlar başqa bir ribosomal zülala auksin reseptoru yerləşdirdilər və bu reseptoru seçdilər, çünki ribosom demək olar ki, tam formalaşana və sitoplazmaya daxil olana qədər ribosoma əlavə olunmur. Hüceyrəni auksinlə müalicə etdikdə, etiketlənmiş zülal parçalanacaq və çıxarılacaqdı.

“Ribosomu təxminən 80 zülal parçasından qurulmuş böyük bir Lego modeli kimi təsəvvür edin”, – deyə Ribo-Tweezer-i birgə hazırlayan Barna laboratoriyasında doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı, fəlsəfə doktoru Yuxiang Chen bildirib. “Ribo-Tweezer ilə ribosomdan bir parçanı bir-bir çıxara və sadəcə ribosomun bir hissəsi olmaqdan başqa xüsusi bir vəzifəsi olub-olmadığını soruşa bilərik.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Ribo-Pinçetter hücum etdikdə

Komanda, ribosomun səthində yerləşdiyinə görə RACK1 adlı ribosomal zülalla başlamağa qərar verdi. Onlar 1991-ci ildə Stanford Medicine-dən Daria Mochly-Rosen tərəfindən kəşf edilmiş RACK1-i çıxarmaq üçün Ribo-Tweezer sistemindən istifadə etdikdə , çıxarılmanın işlədiyini və hüceyrəyə stress yaratmadığını təsdiqlədilər.

Sonra hər şey qəribələşdi. Siçan embrional kök hüceyrələri mikroskop altında xarakterik bir görünüşə malikdir və dairəvi topalar şəklində böyüyür. Aspirant Çinq Pin Çenq Barnanı RACK1 olmayan hüceyrələrə baxmaq üçün çağırdı. Onlar düz, uzun çıxıntıları olan hüceyrələr idi. Barna düşündü: “Bunlar sinir kök hüceyrələridir. Burada nəsə səhvdir.”

Komandanın özlərini inandırması bir müddət çəkdi, amma Barnanın ilkin fikri doğru çıxdı: RACK1 çıxarıldıqda, siçan embrional kök hüceyrələri sinir kök hüceyrələrinin xüsusiyyətlərinə malik hüceyrələrə differensiasiya olundu. Bu o deməkdir ki, RACK1 embrional kök hüceyrələrini embrion vəziyyətində saxlamaqda və birdən çox növ hüceyrəyə çevrilməkdə rol oynayır. “Bu, bizim üçün tamamilə sürpriz oldu”, – deyə o bildirib.

Üstəlik, dəyişiklik geri çevrilə bilən idi: Komanda Ribo-Tweezer sistemini söndürdükdə, hüceyrələr yenidən embrional vəziyyətlərinə qayıtdılar.

Barna və həmkarları RACK1 çıxarıldıqda hüceyrədə başqa nələrin dəyişdiyini araşdırdılar. Onlar RACK1-in çıxarılmasının ribosomun bir sıra transkripsiya amillərinin istehsalını sürətlə artırdığını aşkar etdilər. Genetika və kompüter elmləri üzrə dosent, fəlsəfə doktoru Anshul Kundaje, bu transkripsiya amillərinin nüvəyə doğru hərəkət etdiyini və “kök” üçün, yəni hüceyrəni embrional vəziyyətdə saxlamaq üçün vacib ola biləcək genlərin transkripsiyasına təsir etdiyini təsdiqləmək üçün maşın öyrənməsindən istifadə etdi. Bu, yeni idi; heç kim ribosomun bu prosesdə iştirak etdiyini bilmirdi.

Komandanın müşahidələri göstərir ki, RACK1 ribosomdan çıxarıldıqda nə baş verir — bu, normalda baş verməyəcək bir şeydir. Lakin bu o deməkdir ki, RACK1 embrion kök hüceyrələrini embrion vəziyyətində saxlamaqda mühüm rol oynamalıdır.

Ribo-Tweezer yeni üfüqlər açır

Bədəndəki hüceyrələr eyni DNT-yə malikdir, lakin fərqli zülallarla fərqli işlər görürlər. Bu işləri yerinə yetirmək üçün hansı zülalların istehsal olunduğunu tənzimləməlidirlər. Bir çox bioloq hüceyrənin genləri mRNT-yə köçürməyin əvvəlki mərhələsini necə tənzimlədiyinə diqqət yetirsə də, Barnanın komandası ribosomların mRNT-ni zülala necə çevirdiyinə və bu prosesi necə tənzimlədiyinə işıq salır.

Komanda həmçinin kök hüceyrələrindən digər ribosomal zülalları çıxarmaq üçün Ribo-Tweezer-dən istifadə edib. Onlar öyrənirlər ki, fərqli ribosomal zülallar fərqli zülal dəstləri istehsal etməkdən məsuldur – bu o deməkdir ki, ümumi maşın kimi düşünülən bir şey əslində yüksək dərəcədə ixtisaslaşıb. Barna müxtəlif hüceyrə növlərində ribosomların rolu haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün sistemi kök hüceyrələri olmayan hüceyrələrə yerləşdirməyə ümid edir.

Nəticə etibarilə, xəstəlikdə ribosomları hədəf almağın yolları ola bilər. Ribosomal zülallardakı mutasiyalar qeyri-adi vəziyyətlərə, məsələn, uşaqların dalaqsız doğulmasına səbəb olan bir mutasiyaya səbəb ola bilər. Bəzi xərçəng xəstəliklərinə də ribosomal zülallardakı mutasiyalar səbəb olur. Bir gün bu mutasiyaları gen redaktə üsulları və ya hətta dərmanlarla hədəf almaq mümkün ola bilər.

Barna dedi: “Gen tənzimlənməsinin yeni modelinə və onun sağlamlıq və xəstəlik üçün nə demək olduğuna nəzər salmaq çox xoşdur”.