اكتشاف جديد يفتح آفاقاً لتعديل إيقاعات الساعة البيولوجية
حقق الباحثون من كلية الطب بجامعة ديوك وجامعة سنغافورة الوطنية وجامعة كاليفورنيا في سانتا كروز اكتشافاً علمياً يساهم في تطوير نهج جديد لضبط إيقاعات الساعة البيولوجية، وهي دورات طبيعية تستمر 24 ساعة تؤثر على أنماط النوم والاستيقاظ والوظائف اليومية.
تم نشر نتائج هذا البحث في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)، مما يفتح المجال لمقاربات جديدة لعلاج الاضطرابات المرتبطة بساعات الجسم البيولوجية.
ينظم بروتين Casein Kinase 1 delta، المعروف اختصارًا بـ CK1δ، إيقاعات الساعة البيولوجية من خلال وضع علامات على البروتينات الأخرى المعنية في هذه الإيقاعات، مما يساعد في ضبط توقيتها. يمكن أيضاً وسم CK1δ نفسه، وبالتالي التأثير على قدرته في تنظيم البروتينات المسؤولة عن تشغيل الساعة الداخلية للجسم.
لقد حدد الباحثون سابقًا نسختين مختلفتين من CK1δ، تدعى الأشكال المتمايزة δ1 وδ2، حيث تختلف بمقدار 16 حمض أميني فقط في النهاية، المعروفة باسم “الذيل الطرفي سي” (C-terminal tail).
رغم أن هذه الاختلافات تبدو ضئيلة، إلا أنها تحدث تأثيرًا كبيرًا على وظيفة CK1δ. بينما كان معروفًا أن التمييز عن طريق علامة ينقص من قدرة التنظيم، كانت الآلية الدقيقة وراء ذلك غير واضحة حتى الآن.
من خلال استخدام تقنيات متقدمة للتحليل الطيفي، اكتشف الباحثون كيف يتم تحديد وسم البروتينات بناءً على تسلسل الذيل المميز.
تقول البروفيسورة كاري بارتش، باحثة في معهد هوارد هيوز الطبي بجامعة كاليفورنيا في سانتا كروز، “تشير نتائجنا إلى ثلاثة مواقع محددة على ذيل CK1δ يمكن أن ترتبط بها مجموعات الفوسفات، وهذه المواقع ضرورية للتحكم في نشاط البروتين. عند وسم هذه الأماكن، يزداد فعالية CK1δ في التأثير على إيقاعاتنا اليومية”.
بعد دراسة هذا البروتين لأكثر من 30 عامًا، أشار البروفيسور ديفيد فيرشوب، مدير برنامج علم الأحياء السرطاني والخلايا الجذعية في جامعة ديوك، إلى أن “التكنولوجيا الحديثة سمحت لنا أخيرًا بمعالجة هذا السؤال الذي بقي دون إجابة لفترة طويلة. وجدنا أن ذيل δ1 يتفاعل بشكل أوسع مع الجزء الرئيسي من البروتين، مما يؤدي إلى تثبيط ذاتي أكبر مقارنةً بـ δ2”.
كما يسلط هذا الاكتشاف الضوء على التأثير الكبير للجزء الصغير من CK1δ على نشاطه العام. يعتبر هذا التنظيم الذاتي أمرًا حيويًا للحفاظ على نشاط البروتين في توازن، مما يساعد في تنظيم إيقاعات الجسم اليومية.
يخطط الباحثون لإجراء المزيد من الدراسات حول كيفية تأثير العوامل اليومية مثل النظام الغذائي والبيئة على مواقع التمييز لـ CK1δ. يمكن لهذا البحث أن يقدم رؤى جديدة حول كيفية تأثير هذه العوامل على الإيقاعات اليومية ويقود إلى حلول عملية لإدارة الاضطرابات.
المصدر ساينس ديلي