جایزه نوبل پزشکی 2006 به دو دانشمند آمریکایی رسید

دو دانشمند آمریکایی جایزه نوبل پزشکی سال 2006 را برای کشف مکانیسم خاموش شدن ژن دریافت کردند. اندرو فایر Andrew Fire و کریگ ملو Craig Mello جایزه نوبل پزشکی سال 2006 را برای کشف مکانیسم خاموش ژن‌ها در روز دوشنبه ، دوم اکتبر دریافت کردند. این کشف می‌تواند راهی برای درمان بیماری‌ها از کوری و سرطان گرفته تا ایدز باشد.
 
توضیح عکس : فایر و ملو در کنار مجسمه پل ارلیخ در آلمان

"فایر" 47 ساله و "ملو"ی 45 ساله از جمله جوان‌ترین دانشمندانی هستند که در تاریخ اهدای جایزه نوبل موفق به دریافت این جایزه 10 میلیون کرونی که معادل 1.37 میلیون دلار می‌باشد ، شده‌اند. نتیجه تحقیق این دو دانشمد در سال 1998 و نخستین بار در مجله نیچر منتشر شده بود.

پژوهش آنها روی کرم‌ها انجام شد و نشان داد که ریبونوکلئواسید دو رشته‌ای یا همان RNA ، پیام‌رسان ژنتیکی سلول‌ها ، می‌تواند ژن‌های هدف را در فرآیندی که تداخل RNA یا RNA interference (RNAi) نامیده می‌شود ، خاموش کند.

پس از کشف تداخل RNA ، این پژوهش سرآغازی برای فعالیت و تحقیقات بعدی شرکت‌های دارویی و زیست‌ فن‌آوری ، شد. تحقیق آنها می‌تواند منجر به ابداع روش‌هایی برای متوقف کردن تظاهر ژن‌ها در بیماری های مثل سرطان شود ، و در نهایت باعث کند شدن رشد تومورها شود. به گفته یکی از اعضای آکادمی نوبل در استکهلم ، تحقیق این دو دانشمد قبلا در تحقیقات کلینیکی در مورد بیماری‌های چشم ، بیماریهای متابولیک قلب و هپاتیت ویروسی به کار رفته است.

جایزه نوبل معمولا برای کارهای پژوهشی که دهه‌ها قبل انجام شده داده می‌شود ، اهدای جایزه نوبل به فایر و ملو تنها 8 سال بعد از انتشار پژهش آنها ، نشان‌دهنده اهمیت فوق‌العاده کار آنها بوده است.
یکی از اعضای آکادمی نوبل ، جایزه نوبل پزشکی 2006 را از این لحاظ با جایزه‌ای که به جیمز واتسون و فرانسیس کریگ تنها 9 سال بعد از کشف DNA داده شد ، مقایسه کرد.

ملو شیفته تحقیقات روی منشأ حیات است و با پدر دیرین‌شناسش در مناطق غربی آمریکا به دنبال یافتن استخوان‌های دایناسورها هم بوده است. وی در مصاحبه‌اش گفت :
" می‌دانستم که ممکن است برنده شویم ، ولی انتظار جایزه را تا چند سال بعد نداشتم ، من و اندرو خیلی جوان هستیم ، دور و بر 40 سال و فقط 8سال بعد از کشفمان برنده شدیم."
 
کریگ ملو در حال ورود به جلسه کنفرانس

فایر به خبرگزاری رویترز گفت که تماسی که از استکهلم با وی گرفته شد و صبح از خواب بیدارش کرد :
" اول خیلی هیجان‌زده شدم ، بعد تصور کردم دارم خواب می‌بینم و یا یک شماره اشتباهی بوده "
فایر، سپس ، برای مطمئن شدن از خبر تلفنی ، به سایت جایزه نوبل مراجعه کرد.

 
فایر دکترایش را در بیولوژی در انستیتوی فن‌آوری ماساچوست در سال 1983 دریافت کرد ، و اکنون استاد پاتولوژی و ژنتیک در دانشکاه استانفورد است. ملو تحصیل‌کرده هاروارد است و در حال حاضر استاد پزشکی مولکولی در دانشکده پزشکی مساچوست است.

ژن‌ها حاوی اطلاعاتی هستند که توسط RNA  پیام‌بر به پروتیئینهای ساختاری و یا عملکردی ترجمه می‌شود. این RNAهای پیام‌بر یا mRNA می‌توانند توسط مکانیسم‌هایی نابود شوند ، مکانیسمی که خاموش ژن نامیده می‌شود.

اهدای جایزه‌های نوبل امسال در واقع با جایزه نوبل پزشکی شروع شده است ، پس از جایزه نوبل پزشکی به ترتیب برندگان جایزه‌های نوبل فیزیک ، شیمی ، ادبیات ، صلح و اقتصاد اعلام خواهند شد. جایزه نوبل پزشکی سال قبل به بری مارشال و روبین ورن رسید برای کشف رابطه هلیکوباکتر پیلوری با زخم معده رسید.

برندگان جایزه نوبل در مراسمی با حضور خانواده سلطنتی سوئد ، که در 10 دسامبر و در سالگرد مرگ آلفرد نوبل  برگزار خواهد شد ، چک خود را دریافت خواهند کرد. مراسم همه جایزه‌های نوبل به جز جایزه صلح که در اسلو اهدا خواهد شد ، در استکهلم برگزار می‌شود.

شرح مختصر و دقیق‌تر کشف فایر و ملو:

ژنهای انسان شامل ، 20 هزار ژن هستند. فقط تعداد معینی از آنها در هر دسته از سلول ها فعال هستند. کدهای ژنتیکی در DNA تعیین می‌کنند که چگونه پروتینها ساخته شوند و این پروتئینها سپس باعث انواع عملکردها می‌شوند و ساختارهای سلولی تا ماکروسکوپی بدن را می شازند. پروتینها می‌توانند آنزیم باشند که غذاها را هضم می کند و یا در قالب گیرنده‌های سلولی مغز فعالیت کنند.
دستورالعملهایی که در DNA موجود است نخست در mRNA ها کپی می شود و بعدا پروتئین‌ها توسط این mRNAها ساخته می‌شوند.

 

فرآیند تنظیم ژن 40 سال قبل به وسیله فرانسیس کریگ ژاکوب و ژاک موندو کشف شده بود. اما در دهه 90 زیست شناسان مولکولی به نتایجی برخوردند که نمی توانستند آنها را توضیح دهند ، یکی از برجسته‌ترین این موارد در مورد تحقیقی بود که می خواستند با استفاده از دانش ژنتیک رنگ گلبرگ های گل اطلسی را افزایش دهند ولی به جای پررنگ شدن ، گلبرگ‌ها کم‌رنگ شدند.

فایر و ملو ، تحقیقشان روی کرم نماتودی به نام Caenorhabditis elegans انجام دادند ، آنها دریافتند که تزریق مولکول‌های mRNA به کرم‌ها که پروتئینهای عضلانی را کد می‌کنند،  هچگونه تغییری در رفتار کرم به وجود نمی آورد.
 یک ناحیه از همین مولکول MRNA  به نام دریافت یا sense نامیده می‌شد ، این دانشمند دریافتند که اگر mRNA‌ دیگری به نام RNA آنتی سنس را همراه mRNA اول تزریق کنند ، حرکات انقباضی خاص در کرمها مشاهده می شود که نشاندهنده ساخت مولکول های پروتئینی است. در واقع این دو RNA با هم باند می شوند و RNA دو رشته ای را به وجود می آورند.

 

آیا این RNA دورشته ای باعث خاموش شدن ژنی می شود که RNA  به خصوصی را کد می‌کند؟

این دو دانشمد کارشان روی کرم‌های دیگر و به طریق مشابه ادامه دادند. در 19 فوریه 1998 ملو و فایر ، نتایح پژوهش‌هایشان را در مجله نیچر چاپ کردند.

اما مکانیسم دقیق خاموش کردن ژن توسط این RNAهای دو رشته ای در سالهای بعد شناخته شد.

 

RNA‌ دو رشته‌ای به یک کمپلکس پروتئینی به نام Dicer متصل می شود و سپس این کمپلکس ، آن را به خورده‌هایی تقسیم می کند ، یک مجموعه پروتئینی دیگر به نام RISC به این اجزا متصل می شود ، یکی از رشته های RNA حذف می شود ولی دیگری به کمپلکس RISC  متصل می شود و به عنوان یک پروب برای شناسایی mRNA‌ها عمل می کند. وقتی که یک mRNAبا mRNAروی RISC  جفت شود ، تقسیم و نابود می شود و به این وسیله در واقع ژنی که اینmRNA را کد کرده خاموش می شود.

تداخل RNA یک وسیله دفاعی علیه ویروس ها و ژن های جهش یافته
تداخل ژنی یک وسیله مهم دفاعی به خصوص در ارگانیسم های رده پایین است ، بسیاری از ویروس‌های کدهای ژنتیکی شان شامل RNA دو رشته ای است ، هنگامی که آنها سلولی را آلوده کنند ، مولکول RNA ‌خود را به سلول تزریق می کنند ، این RNA ‌به Dicer  متصل می شود و سپس به وسیله RISC  نابود می شود ، و سلول از حمله ویروس جان سالم به در می‌برد. ارگانیسم‌های رده بالا مانند انسان علاوه بر این مکانیسم دفاعی دیگری مانند آنتی‌بادی ، سلول‌های کشنده و اینترفرون‌ دارند.

ژن های جهش یافته transposons نامیده می شوند ، از روی سکانسهای این ژن‌ها نخست RNA ‌و سپس از روی RNA مجددا DNA ساخته می شود ، قسمت‌هایی از این RNA دو رشته‌ای است  و به شیوه مشایهی نابود می شود.

 

صدها ژن در ژنوم انسان ، مولکول‌های RNA کوچکی به نام microRNAها را تولید می‌کنند ، آنها حاوی قطعاتی از کدهای سایر ژنوم هستند ، مولکول‌های microRNA  ، می‌توانند ساختمان‌های دو رشته‌ای ایجاد کنند و و مکانیسم تداخل RNA را فعال کنند و به این وسیله مانع ساخت پروتئینهای خاص و خاموش شدن عملی یک ژن شوند.

اگر ما بتوانیم مکانیسم خاموش شدن ژن را در مورد ژن‌های عامل بیماری‌های خاص فعال کنیم ، در واقع توانسته‌ایم جلوی بیماری را بگیریم . اخیرا نتایج چندین پژوهش منتشر شده که توانسته‌اند چنین کاری روی انسان و حیوانات آزمایشگاهی انجام دهند و از جمله توانسته‌اند ژن عامل کلسترول بالای خون را با ساخت RNA خاصی خاموش کنند. در مورد گیاهان هم توانسته‌اند چنین کاری را برای دفاع در مقابل حملات ویروسی انجام دهند.

امید می‌رود "خاموش کرد ژن‌ها" به درمان بیماری‌های قلبی عروقی ، اندوکرین ، ویروسی و بدخیمی‌ها بینجامد.

منابع : سایت جایزه نوبل ، سایت رویترز ، فاکس‌نیوز ، ABC نیوز