نوعا جديدا من الكيمياء الحيوية قد يكون في كل أشكال الحياة على الأرض!

تعد الفوضى الرائعة للجزيئات التي تتكون منها الكائنات الحية، معقدة للغاية، وتجاهل علماء الأحياء فئة كاملة منها حتى الآن.

وهذا الجزء الضائع من الكيمياء الحيوية ليس نادرا ولا يصعب العثور عليه، ولكن لم يخطر ببال أحد أن يبحث عنه من قبل.

وقالت كارولين بيرتوزي، عالمة الكيمياء الحيوية بجامعة ستانفورد: “هذا اكتشاف مذهل لفئة جديدة تماما من الجزيئات الحيوية. إنها حقا قنبلة لأن الاكتشاف يشير إلى وجود مسارات جزيئية حيوية في الخلية غير معروفة تماما لنا”.

ويمتلك علماء الأحياء فهما جيدا إلى حد ما لبنات البناء الجزيئية الرئيسية لدينا: كربوهيدرات (مثل النشا)، ودهون، وأحماض نووية (DNA)، وبروتينات (عضلات).

وتنقسم هذه كذلك إلى أنواع فرعية؛ على سبيل المثال، السليلوز والسكريات هي كربوهيدرات. ثم هناك مجموعات بين هذه الفئات، على سبيل المثال عندما تتحد السكريات المختلفة مع الدهون في خلايا الدم الحمراء، وتشكل فصائل الدم ABO.

وتأتي الغليكانات عبارة عن سلاسل من جزيئات السكر يمكن أن تلتصق بالدهون والبروتينات في عملية تسمى الارتباط بالغليكوزيل، ما يساعد على نقلها عبر الخلية أو طيها في الأشكال الصحيحة لغرضها. وتشارك في العديد من العمليات الأساسية في علم الأحياء، من تطور الأجنة إلى التعرف على مسببات الأمراض.

واكتشف الباحثون، بقيادة عالم الكيمياء الحيوية رايان فلين، في مستشفى بوسطن للأطفال، أن الغليكانات يمكن أن ترتبط أيضا بالحمض النووي الريبي غير المشفر.

وكانت هذه مفاجأة لأنه كان يُعتقد سابقا أن الحمض النووي الريبي يعمل فقط داخل الخلايا – داخل نواتها وسوائلها – بينما عادة ما يتم فصل الغليكان عنها بواسطة أغشية في عضيات الخلية الصغيرة أو على سطح الخلية.

ووجد فريق البحث أن glycoRNAs داخل كل خلية فحصوها – في الإنسان، والفأر والهامستر، وأسماك الزرد – أنواع مفصولة بمئات الملايين من السنين من التطور. ويشير هذا إلى أن هذه الجزيئات قد يكون لها نوع من الوظيفة البيولوجية المهمة التي تم الحفاظ عليها عبر الحياة على الأرض.

وبمقارنة أجزاء الحمض النووي الريبي من glycoRNAs بقواعد بيانات الحمض النووي الريبي، اكتشف فلين وزملاؤه أيضا أن بعض هذه الجزيئات تتطابق مع الحمض النووي الريبي المرتبط بالأمراض.

وأوضحت بيرتوزي أن “بعض الحمض النووي الريبي الذي تم تعديله بواسطة الغليكانات لتكوين glycoRNAs له تاريخ غير واضح في الارتباط بأمراض المناعة الذاتية”.

وكان يُعتقد سابقا أن هذه الأجزاء من الحمض النووي الريبي (RNA) لا يمكن الوصول إليها في الغالب إلى جهاز المناعة لدينا لأنها كانت مخبأة بأمان داخل خلايانا ولم يتم إطلاقها إلا من خلال موت الخلايا.

ويبدو أن قدرة الغليكانات على الارتباط مباشرة بالحمض النووي الريبي تبدو غير مرجحة، لذلك يشتبه الفريق في وجود جزيء ثالث صغير جدا يعمل كغراء.

وأشاروا إلى أنه لا تحتوي جميع الغليكانات على حمض السياليك – الذي استخدموه لاكتشاف glycoRNAs  – لذلك من المحتمل أن يكون فاتتهم المزيد من الأنواع لاكتشافها ضمن هذه الفئة الجزيئية.

وفي حين أن وظائف glycoRNAs ما تزال لغزا، نأمل أن يؤدي اكتشافها إلى العديد من الإجابات قريبا، ربما حول أجهزة المناعة المزعجة لدى بعض الأشخاص.