مُشاهَدَة البروتينات أثناء عملها

يمكن أنْ يكشِفَ تصويرُ الجزيئات الصغيرة الأحادية الموسومة فلوريًا (تألقيا) عن تفاصيل حول نشاطها، لا يمكن لتجارب أخرى الكشف عنها. ومع ذلك.. نلحظُ من خلال التركيزات الفسيولوجية أنَّ التألقَ الموجودَ في الخلفية ـ في كثير من الأحيان ـ يطغى على الإشارة الواردة من الجزيئات الفردية.

وقد طَوَّرَ فريقٌ من العلماء من جامعة هارفارد ـ من بينهم ساتوشي هابوتشي، الذي يعمل حاليًا في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية في السعودية ـ تقنيةً جديدةً لانتشار واستثارة التنشيط الضوئي "PhADE"؛ تتغلب على مشكلة التَّأَلُّق الموجود في الخلفية.

يلتصق البروتين الذي يدرس ببروتين فلوري يمكنه أن يغيِّر خصائصَ الانبعاثات الخاصة به عندما يتعرض لشعاع عابر من موجةٍ محددةٍ من الضوء، ويُضاف البروتينُ بعدها إلى ركيزة ربط مثبَّتَة في خلية للتدفق الميكروفلودي ( خاص بالموائع الدقيقة). وبعد عملية التنشيط الضوئي لجزء صغير من البروتين الفلوري بالقرب من السطح، يقوم الانتشار السريع بإزالة أي بروتين مثبت يمكن أنْ يسبِّبَ التألقَ الموجود في الخلفية؛ ليتركَ فقط الجزيئات التي شَكَّلَتْ خطوطَ الربط مع الركيزة. ويمكن بعد ذلك تصوير هذه التفاعلات الجزيئية الفردية بفعل إثارة التألق.

واستخدم الباحثون تقنية انتشار واستثارة التنشيط الضوئي "PhADE"؛ لاستقصاء ودراسة ديناميات نسخ الحمض النووي (DNA). ومن خلال تصوير الجزيئات الفردية لإنزيم "Fen1" ـ وهو إنزيم يشارك في ربط أجزاء الحمض النووي معًا، والتفاعل مع الحمض النووي المثبت ـ تمكنوا من قياس معدل تَقَدُّم النسخ المتماثل، وتَوَاتُر بَدْء عملية النسخ المتماثل، وتقدير منتصف عُمْر "Fen1".

ويؤكد الباحثون ـ القائمون على الدراسةِ ـ على الاستخدامات الواسعة المحتمَلَة لتقنية الانتشار واستثارة التنشيط الضوئي "PhADE"، حيث يمكن استخدامها لفحص أيّ بروتين به مجموعة واسعة من الجسيمات الفلورية. ويقول يوهان والتر، أحد الباحثين الرئيسيين المشاركين في الدراسة: "نأمل في أنْ تصبح تقنية PhADE الوسيلةَ المستخدمةَ على نطاق واسع في دراسة ديناميات التفاعلات الكيميائية الحيوية المعقدة، ولا سيما في الحالات التي توجد فيها تفاعلات ضعيفة ـ لكن مهمة ـ بين البروتينات، أو بين البروتينات والحمض النووي، التي لا يمكن تصويرها بالأدوات التقليدية للجزيئات الفردية".

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.