ما هو تأثير الزنك على اضطراب وراثي نادر؟
تؤدّي اعتلالات دماغ الأطفال، ذات الأصل الوراثي، إلى إعاقات حركية وذهنية شديدة منذ الولادة. وأحد هذه الأمراض، الذي تم تحديده لأول مرة في عام 2013، ناتج عن طفرات في جين GNAO1.
وفي سبيل فهم التفاصيل الدقيقة للاضطرابات الناتجة، أجرى علماء من جامعة جنيف (UNIGE) تحليلات ذرية وجزيئية وخلوية. واكتشفوا أن طفرة في GNAO1 تؤدي إلى استبدال حمض أميني بآخر في تسلسل البروتين. وهذا كاف لتعطيل آلية التنشيط والتعطيل للبروتين المشفر، وبالتالي تغيير قدرة الخلايا العصبية على التواصل بشكل صحيح مع بيئتها.
ويمكن لجزيء الزنك البسيط، الذي يشيع استخدامه في سياقات أخرى، أن يستعيد، جزئيا على الأقل، وظيفة البروتين المتأثر بهذه الطفرات.
وتقدّم هذه النتائج، التي نُشرت في مجلة Science Advances، الأمل في علاج يمكن أن يغيّر حياة المرضى وعائلاتهم.
ويُظهر الأطفال المصابون بطفرات في جين GNAO1 اضطرابات إكلينيكية كبيرة، تشمل تأخرًا في النمو الفكري والحركي، وحركات لا يمكن السيطرة عليها، بالإضافة إلى صرع شديد أو أقل حدة، مصحوبًا في بعض الأحيان بتلف في الدماغ وضمور.
ويرمز GNAO1 لبروتين يسمى Gαo، وهو أحد أهم اللبنات الأساسية للخلايا العصبية.
في السياق، يوضح “فلاديمير كاتانايف”، الأستاذ في قسم فسيولوجيا الخلايا والتمثيل الغذائي في كلية الطب UNIGE: “هذه الطفرة هي اقترانية زيجوتية غير متماثلة، ما يعني أن إحدى نسختين من الجين تعمل والأخرى متغيرة. وحتى لو كانت الخلايا العصبية تحتوي على نصف البروتينات الطبيعية، فإن نتائج النمو العصبي مدمرة”.
ويتم تنشيط بروتينات Gαo الوظيفية عندما ترتبط بالنيوكليوتيدات التي تسمى GTP، ثم يتم تعطيلها من خلال التحلل المائي. ويسمح هذا للبروتينات باتباع دورة التنشيط والتعطيل اللازمة لوظيفة الخلية.
وتؤدي الطفرات في جين GNAO1 إلى استبدال أحد الأحماض الأمينية في Gαo بآخر. وتنشط هذه البروتينات المتغيرة بسرعة كبيرة، لكنها غير قادرة على أداء التحلل المائي. وبالتالي فهي محاصرة في حالة تنشيط دائمة.
ويشرح فلاديمير كاتانايف: “هذه الطفرات تؤثر بشكل غير مباشر على حمض أميني حاسم للتحلل المائي GTP: الغلوتامين 205. وعادة، يقع هذا الغلوتامين هيكليا مقابل GTP، ما يسمح بالتحلل المائي. ومع ذلك، يتم إزاحة هذا الغلوتامين في حالة حدوث طفرة مرضية: هذه المسافة الهيكلية تمنع حدوث هذه الآلية”.
ومن خلال تعطيل التفاعلات مع بروتينات غشاء الخلية، تعدّل هذه الطفرات قدرة الخلايا العصبية على التواصل مع بيئتها.
المصدر : روسيا اليوم
