miRNA (الميكرو آر أن إيه) هو نوع صغير من الرنا غير المشفر الذي يلعب دورًا هامًا في تنظيم ما بعد النسخ للجينات. يؤثر miRNA على عمليات الفسيولوجيا والأمراض المختلفة مثل السرطان وأمراض القلب وأمراض الجهاز العصبي التنكسية. يتواجد miRNA داخل الخلايا ولكنه يتم تجميعه أيضًا داخل البُراز الخارجية للخلية مثل الإكسوزومات والميكروفيزيكلس، ويتم رؤيته أيضًا في الفضاء الخارجي للخلية.
تتم عملية فرز (التصنيف) miRNA إلى البُراز الخارجية للخلية بشكل نشط ولكن آلية ذلك لم تتم فهمها تمامًا حتى الآن. ومع ذلك، تم اقتراح بعض الآليات التي تشرح كيفية فرز miRNA إلى الإكسوزوم. على سبيل المثال، تشير الدراسات إلى أن وجود سلسلة محددة من النماذج الفرعية لـ miRNA مثل ‘EXOmotifs’ و ‘GGAG’ مرتبط بعملية انتقاء الإكسوزومات.
يحتمل أن miRNA المرتبط بـ miRISC (مجمع تكميم التصميت الناجم عن miRNA والمحفز) المسؤول عن تحفيز كبت الجينات يتم تصنيفه بشكل انتقائي إلى الإكسوزوم. يتواجد البروتين AGO2 الذي يعد جزءًا من هذا المجمع داخل الإكسوزوم.
miRNA-Induced Silencing Complex (miRISC) هو الآلية الخلوية التي يعمل بها miRNA للتحكم في وظائف التحكم الجيني. يحتوي هذا المركب على بروتي نات مثل أرجونوت (AGO) التي ترتبط بـ miRNA وتوجهها نحو الأمراض المستهدفة في الرنا المرسول.
الكثير من آليات تصنيف miRNA المرتبطة بـ miRISC إلى الإكسوزوم ما زالت غير مفهومة حتى الآن. ومع ذلك، يشير الأدلة إلى وجود مكونات miRISC مثل بروتين AGO داخل الإكسوزومات التي تحتوي على الإكسوزوم. قد يتم تضمين miRNA المرتبط بتلك البروتينات داخل الإكسوزوم، مما يشير إلى إمكانية تجميعها معًا.
لا يزال البحث قيد الدراسة حول كيفية حدوث مثل هذه الظواهر والتفاصيل الجزيئية الدقيقة. قد يكون وجود بروتين AGO2 المرتبط بـ miRISC داخل الإكسوزوم هو الذي يلعب دورًا في تلك الوظيفة. كما توجد بعض الأدلة التي تشير إلى أن ربط miRISC و miRNA يؤثر على التوزيع بين الخلية والبيئة الخارجية للخلية، ولكن يتطلب التحقق من ذلك المزيد من البحث.
Gibbings، D. J.، Ciaudo، C.، Erhardt، M.، & Voinnet، O. (2009). Multivesicular bodies associate with components of miRNA effector complexes and modulate miRNA activity. Nature cell biology، 11(9)، 1143-1149.
يرجى ملاحظة أن حقل miRNA وعلم EV يتطوران بسرعة، ومن الممكن أن توفر الأبحاث الأحدث المزيد من الأفكار حول هذه الآليات خارج نطاق معرفتي حتى سبتمبر 2021.
تصنيف البروتينات المرتبطة بـ hnRNPs:
hnRNPs هو اختصار لـ “Heterogeneous Nuclear Ribonucleoproteins” ويشير إلى البروتينات النووية المتباينة النووية والريبونيوكليوبروتينات باللغة الإنجليزية.
تدعم hnRNPs سلسلة من أحداث معالجة الرنا، وخاصة التجزئة البديلة، ونقل الرنا، واستقرارية رنا المراسلة، وتنظيم الترجمة.
تتواجد عادة hnRNPs في النواة الخلوية ولكن يمكنها أيضًا الانتقال إلى السيتوبلازما. تتم تنظيم وظيفتها بشكل رئيسي عن طريق التفاعل مع الرنا. تحمل hnRNPs القدرة على التعرف على نماذج معينة من الرنا والاتصال بها، مما يمكن توجيه جزيئات الرنا المحددة إلى مواقع داخل الخلية المحددة.
بالنسبة لتصنيف miRNA، يُعتقد أن hnRNPs ترتبط بـ miRNAs وتقوم بدور في توجيهها نحو البُعيد الخلوي (EV)، وبخاصة البروتين المسمى hnRNPA2B1، حيث يُشير إلى أنه يتم تجميع miRNA المرتبطة بنمط محدد من البروتينات المُضافة بعد الترجمة (Sumoylation) لتوجيهها إلى الـ EV.
ومع ذلك، لا يزال العلاقة بين hnRNPs وتصنيف miRNA غير مفهوم تمامًا وتحتاج إلى مزيد من البحث.
المراجع: Santangelo, L., Giurato, G., Cicchini, C., Montaldo, C., Mancone, C., Tarallo, R.، … & Weisz, A. (2016). The RNA-Binding Protein SYNCRIP Is a Component of the Hepatocyte Exosomal Machinery Controlling MicroRNA Sorting. Cell reports، 17(3)، 799-808.
تصنيف يعتمد على تلبيسة Sumoylated-HnRNPA2B1:
البروتين hnRNPA2B1 المُلبَّد بالتلبيسة (Sumoylation) يمكن أن يشارك في تصنيف miRNA. يقوم hnRNPA2B1 الملبد بالتلبيسة بالتعرف على نمط محدد من miRNA وتوجيهها إلى الـ EV.
التلبيسة (Sumoylation) هي تغيير كيميائي يحدث عندما يرتبط بروتين بجزيء SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier) وهو جزيء صغير يشبه اليوبيكيتين ويؤثر على وظائف مختلفة للبروتين.
تغييرات محددة يمكن أن تشمل ما يلي:
- تنشيط أو إغلاق البروتين: عندما يرتبط SUMO بالبروتين، يمكن أن يزيد أو يُثبِط نشاط البروتين. يمكن تطبيق هذا على مجموعة متنوعة من البروتينات مثل الإنزيمات وعوامل التحويل النسخي وغيرها.
- تحديد موقع البروتين: يمكن أن تغير التلبيسة موقع البروتين داخل الخلية. على سبيل المثال، قد يتحرك البروتين الملبّد بـ SUMO بسهولة نحو النواة الخلوية.
- تفاعلات بين البروتينات: عندما يرتبط SUMO بالبروتين، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تغيير في كيفية تفاعل البروتين مع بقية البروتينات. يحدث ذلك عندما يكتسب البروتين القدرة على الربط مع شريك جديد أو يفقد الربط مع شريك قائم بالفعل.
- ثباتية البروتين: يمكن أن تؤثر التلبيسة (Sumoylation) على استقرارية البروتين وتمديد عمره أو تقصيره.
من خلال هذه التأثيرات المختلفة، تلعب التلبيسة دورًا مهمًا في تنظيم عمليات الخلية مثل التقسيم الخلوي وإصلاح الحمض النووي والتحكم في التكاثر النسخي والوفاة الخلوية المبرمجة (البرنامجية).
المرجع: Villarroya-Beltri, C., Gutiérrez-Vázquez, C., Sánchez-Cabo, F., Pérez-Hernández, D., Vázquez, J., Martin-Cofreces, N.، … & Falcón-Pérez, J. M. (2013). Sumoylated hnRNPA2B1 controls the sorting of miRNAs into exosomes through binding to specific motifs. Nature communications، 4(1)، 1-10.
تصنيف يعتمد على 4E-T:
4E-T (EIF4E transporter) هو بروتين ربط الرايبونوكليوتيد المتنوع الذي يلعب دورًا في استقلاب وترجمة RNA بعد النسخ.
EIF4E هو اختصار لـ “Eukaryotic Translation Initiation Factor 4E” وهو بروتين يلعب دورًا في بدء عملية الترجمة (التحويل من المعلومة الوراثية إلى بروتين) للبروتينات. بدوره، يقوم 4E-T بنقل EIF4E والمشاركة في تنظيم العملية الترجمية.
تحديدًا، يرتبط 4E-T بـ EIF4E ويعمل كـ شابيرون (chaperone) له، مما يسمح لـ EIF4E بالتحرك بدقة إلى المواقع المطلوبة وأداء دوره في التوقيت المناسب.
علاوة على ذلك، يتحكم 4E-T في الترجمة الانتقائية للـ mRNA. وبشكل خاص، يتحكم 4E-T في ترجمة معينة لمُستجيبات الإجهاد الخلوي في حالة التوتر الخلوي.
بحسب الأبحاث الأخيرة، تم توضيح دور 4E-T في تصنيف الـ miRNA داخل الإكسوزومات (أحد أنواع الفقاقيع الخلوية الخارجية). وبالتالي، تستطيع الخلايا التحكم في أي miRNA يتم تضمينه في الإكسوزوم.
المراجع: Kouhkan, F., Hafizi, M., Mobarra, N., Mossahebi-Mohammadi, M., Mohammadi, S., Behmanesh, M.، … & Sattari, M. (2015). miRNAs: a new method for erythroid differentiation of hematopoietic stem cells without the presence of growth factors. Applied biochemistry and biotechnology, 175(2), 1134-1148.
ما هو الشابيرون؟
الشابيرون (chaperone) هو نوع من البروتينات التي تساعد البروتينات على اكتساب هيكل ثلاثي الأبعاد مناسب (أي تطويتها بشكل صحيح). إذا لم تكن البروتينات مطوية بشكل صحيح، فقد يتعرض وظيفتها للتلف وقد يتعرض الخلية للتوتر.
تساعد بروتينات الشابيرون في توجيه البروتينات الجديدة المركبة بشكل صحيح وأيضًا تساعد في إصلاح البروتينات ذات الأشكال الغير طبيعية وكذلك تساعد في تفكيك البروتينات التي لا يمكن إصلاحها. وبهذه الطريقة، تحافظ الخلية على جودة البروتينات.
بالإضافة إلى ذلك، تشارك الشابيرون في نقل البروتينات. بمعنى آخر، فإنها تلعب دورًا في نقل البروتينات إلى مواقع محددة داخل الخلية. في هذه الحالة، تؤدي الشابيرون دورًا كـ “مرشد” للبرو تين وتتحقق من وصوله إلى المكان الصحيح.
المراجع: Hartl, F. U., Bracher, A., & Hayer-Hartl, M. (2011). Molecular chaperones in protein folding and proteostasis. Nature, 475(7356), 324-332.
