ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ؛ ﺗﻨﻈﯿﻢﮐﻨﻨﺪهای ﮐﻠﯿﺪی در وراﺛﺖ اﭘﯽژﻧﺘﯿﮑﯽ ﮔﯿﺎﻫﺎن و ﭘﺴﺘﺎﻧﺪاران
ﻣﺤﻘﻘﺎن ﻣﺆﺳﺴﻪ ﺳﯽاساچال، ﺗﺤﺖ ﻧﻈﺮ ﭘﺮوﻓﺴﻮر راب ﻣﺎرﺗﯿﻨﺴﻦ و ﺑﺎ ﻫﻤﮑﺎری داﻧﺸﮕﺎه ﮐﻤﺒﺮﯾﺞ، در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت اﺧﯿﺮ ﺧﻮد ﻧﺸﺎن داده اﻧﺪ ﮐﻪ ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ )Ψ(، اﯾﺰوﻣﺮ ﯾﻮرﯾﺪﯾﻦ در RNA، ﻧﻘﺶ ﻣﺤﻮری در ﻫﺪاﯾﺖ وراﺛﺖ اﭘﯽژﻧﺘﯿﮑﯽ در ﮔﯿﺎﻫﺎن و ﭘﺴﺘﺎﻧﺪاران دارد. اﯾﻦ ﻧﻮﮐﻠﺌﻮزﯾﺪ از ﻃﺮﯾﻖ ﭘﯿﻮﻧﺪ ﮐﺮﺑﻦ–ﮐﺮﺑﻦ (C5–C1) ﺑﻪ ﻗﻨﺪ رﯾﺒﻮز ﻣﺘﺼﻞ ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ ﺑﺮﺧﻼف ﭘﯿﻮﻧﺪ ﻣﻌﻤﻮل در ﯾﻮرﯾﺪﯾﻦ، ﺑﻪ ﭘﺎﯾﺪاری ﺑﯿﺸﺘﺮ و اﻧﻌﻄﺎفﭘﺬﯾﺮی ﺳﺎﺧﺘﺎر RNA ﻣﯽاﻧﺠﺎﻣﺪ. اﯾﻦ وﯾﮋﮔﯽ ﻣﻮﺟﺐ ﺗﺜﺒﯿﺖ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺳﻪﺑﻌﺪی RNA و ﺑﻬﺒﻮد ﺗﻌﺎﻣﻞ آن ﺑﺎ آب و ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎ ﻣﯽﮔﺮدد و در اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻒ RNA ﺷﺎﻣﻞ rRNA ،tRNA و mRNA ﯾﺎﻓﺖ ﻣﯽﺷﻮد. ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ از ﻃﺮﯾﻖ اﯾﺠﺎد ﭘﯿﻮﻧﺪﻫﺎی ﻫﯿﺪروژﻧﯽ اﺿﺎﻓﯽ، ﺳﺎﺧﺘﺎر RNA را ﭘﺎﯾﺪار ﺳﺎﺧﺘﻪ و ﻋﻤﻠﮑﺮدﻫﺎﯾﯽ ﻧﻈﯿﺮ ﺗﺮﺟﻤﻪ، اﺳﭙﻼﯾﺴﯿﻨﮓ و ﭘﺮدازش ﭘﺲ از ﺗﺮﺟﻤﻪ را ﺑﻬﯿﻨﻪ ﻣﯽﮐﻨﺪ. در ﺣﻮزه اﭘﯽژﻧﺘﯿﮏ، RNAﻫﺎی ﮐﻮﭼﮏ ﺣﺎﻣﻞ اﻃﻼﻋﺎت ﺗﻨﻈﯿﻤﯽ ﺑﺮای ﺗﻐﯿﯿﺮ اﻟﮕﻮﻫﺎی ﺑﯿﺎن ژن ﻫﺴﺘﻨﺪ و اﻧﺘﻘﺎل ﻣﻮﻓﻖ آنﻫﺎ ﺑﻪ ﮔﺎﻣﺖﻫﺎ، ﺑﻪ ﺣﻀﻮر ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ واﺑﺴﺘﻪ اﺳﺖ. اﯾﻦ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﻣﺤﺎﻓﻈﺖ RNA در ﺑﺮاﺑﺮ ﺗﺨﺮﯾﺐ آﻧﺰﯾﻤﯽ و ﺑﺎ ﺷﻨﺎﺳﺎﯾﯽ آن ﺑﻪﻋﻨﻮان ﻋﺎﻣﻞ ﺧﻮدی، ﻣﺎﻧﻊ واﮐﻨﺶ اﯾﻤﻨﯽ ﻋﻠﯿﻪ آن ﻣﯽﺷﻮد. ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت روی ﺳﻠﻮلﻫﺎی اﺳﭙﺮم ﻣﻮش و ﮔﺮده ﮔﯿﺎه Arabidopsis ﻧﯿﺰ ﻧﺸﺎن داده اﻧﺪ ﮐﻪ ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ ﺑﺮای ﺣﻔﻆ ﺳﻼﻣﺖ ﮔﺎﻣﺖﻫﺎ ﺿﺮوری اﺳﺖ و ﻧﺒﻮد آن ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﭘﺪﯾﺪه ﺑﻠﻮک ﺗﺮﯾﭙﻠﻮﯾﯿﺪ و ﻧﺎﺗﻮاﻧﯽ در ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻧﺴﻞﻫﺎی ﺑﺎرور ﻣﻨﺠﺮ ﺷﻮد. ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﯽ در ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺑﯿﺎن ژن اﯾﻔﺎ ﻣﯽﮐﻨﺪ. اﯾﻦ ﻣﻮﻟﮑﻮل ﺑﺎ ﺗﺜﺒﯿﺖ ﺳﺎﺧﺘﺎر tRNA در ﻧﺎﺣﯿﻪ آﻧﺘﯽﮐﺪون و ﺑﻬﺒﻮد دﻗﺖ ﺟﻔﺖ ﺷﺪن آن ﺑﺎ ﮐﺪونﻫﺎی mRNA، از ﺧﻄﺎﻫﺎی ﺗﺮﺟﻤﻪ ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﮐﺮده و ﮐﯿﻔﯿﺖ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎی ﺳﺎﺧﺘﻪﺷﺪه را ﺗﻀﻤﯿﻦ ﻣﯽﻧﻤﺎﯾﺪ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﺎ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺗﻌﺎﻣﻞ زﯾﺮواﺣﺪﻫﺎی رﯾﺒﻮزوﻣﯽ، ﻧﺮخ ﺳﻨﺘﺰ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ را ﺗﻨﻈﯿﻢ ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﺷﻮاﻫﺪی ﻧﯿﺰ از ﻧﻘﺶ آن در ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎی ﭘﺲازروﻧﻮﯾﺴﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ اﺳﭙﻼﯾﺴﯿﻨﮓ و ﺗﻌﺪﯾﻼت ﭘﺲ از ﺗﺮﺟﻤﻪ وﺟﻮد دارد.
اﮔﺮﭼﻪ ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ ﻣﺴﺘﻘﯿﻤﺎً در ﻣﺘﯿﻼﺳﯿﻮن DNA ﯾﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮات ﻫﯿﺴﺘﻮﻧﯽ دﺧﺎﻟﺖ ﻧﺪارد، اﻣﺎ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪﻃﻮر ﻏﯿﺮﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺑﺮ ﺗﻨﻈﯿﻢ آﻧﺰﯾﻢﻫﺎی ﻣﺘﯿﻞﺗﺮاﻧﺴﻔﺮاز و دﻣﺘﯿﻞﺗﺮاﻧﺴﻔﺮاز اﺛﺮ ﮔﺬاﺷﺘﻪ و اﻟﮕﻮﻫﺎی ﮐﺮوﻣﺎﺗﯿﻨﯽ را ﺗﻐﯿﯿﺮ دﻫﺪ. اﯾﻦ ﻣﮑﺎﻧﯿﺴﻢ ﺑﺎ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﺑﺮ ﺳﺎﺧﺘﺎر RNA و ﺗﻌﺎﻣﻞ آن ﺑﺎ ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦﻫﺎی ﺗﻨﻈﯿﻢﮐﻨﻨﺪه ﺑﯿﺎن ژن رخ ﻣﯽدﻫﺪ و ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ از ﻃﺮﯾﻖ ﺗﻐﯿﯿﺮ در دﺳﺘﺮﺳﯽ ﻓﺎﮐﺘﻮرﻫﺎی ﺗﻨﻈﯿﻤﯽ ﺑﻪ DNA ﯾﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻓﻌﺎﻟﯿﺖ آﻧﺰﯾﻢﻫﺎی ﮐﺮوﻣﺎﺗﯿﻦﺳﺎز ﺻﻮرت ﮔﯿﺮد. ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺑﯿﻮﺳﻨﺘﺰ ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ ﺗﻮﺳﻂ ﺧﺎﻧﻮاده آﻧﺰﯾﻢﻫﺎی ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦﺳﻨﺘﺎزﯾﺲ (Ψ-synthase) ﺻﻮرت ﻣﯽﮔﯿﺮد ﮐﻪ ﻃﯽ آن ﭘﯿﻮﻧﺪ N1–C1 در اورﯾﺪﯾﻦ ﺑﻪ ﭘﯿﻮﻧﺪ C5–C1 ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺷﺪه و ﺳﺎﺧﺘﺎر اﯾﺰوﻣﺮی ﺟﺪﯾﺪ ﺗﺜﺒﯿﺖ ﻣﯽﺷﻮد. اﯾﻦ اﯾﺰوﻣﺮﯾﺰاﺳﯿﻮن ﻣﻮﺟﺐ ﻣﯽﺷﻮد ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ در RNAﻫﺎی ﻋﻤﻠﮑﺮدی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺣﻀﻮر ﯾﺎﺑﺪ و ﻧﻘﺸﯽ ﮐﻠﯿﺪی در ﭘﺎﯾﺪاری و ﻋﻤﻠﮑﺮد آنﻫﺎ اﯾﻔﺎ ﮐﻨﺪ. در ﺳﻄﺢ ﺳﻠﻮﻟﯽ، ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ ﻧﻘﺶ ﻣﺆﺛﺮی در ﺗﻘﺴﯿﻢ ﺳﻠﻮﻟﯽ، ﺑﻪوﯾﮋه در ﻣﯿﻮز دارد. ﺑﺎ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺑﯿﺎن ژنﻫﺎی ﺿﺮوری ﺑﺮای ﺟﻔﺖ ﺷﺪن و ﺟﺪاﺳﺎزی ﮐﺮوﻣﻮزومﻫﺎ، ﻣﻮﺟﺐ ﺑﻬﺒﻮد ﺗﻘﺴﯿﻢ ﮐﺮوﻣﻮزوﻣﯽ و اﻓﺰاﯾﺶ ﺗﻨﻮع ژﻧﺘﯿﮑﯽ ﻣﯽﺷﻮد. در ﺳﻠﻮلﻫﺎی ﺑﻨﯿﺎدی ﻧﯿﺰ، اﯾﻦ ﻣﻮﻟﮑﻮل از ﻃﺮﯾﻖ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﭘﺎﯾﺪاری RNA و ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺗﺮﺟﻤﻪ، در ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎی ﺗﮑﺜﯿﺮ و ﺗﻤﺎﯾﺰ ﻧﻘﺶ دارد و ﺣﺘﯽ ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﺗﻘﺴﯿﻢ ﻧﺎﻣﺘﻘﺎرن ﺳﻠﻮلﻫﺎی ﺳﻠﻮلﻫﺎی ﺑﻨﯿﺎدی را ﻧﯿﺰ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﮐﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﺮای ﺗﺪاوم ﺧﻮدﻧﻮﺳﺎزی و ﺗﻤﺎﯾﺰ ﺣﯿﺎﺗﯽ اﺳﺖ. از ﻣﻨﻈﺮ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪﺳﺎزی DNA، ﻫﺮﭼﻨﺪ ﺷﻮاﻫﺪ ﻣﺴﺘﻘﯿﻤﯽ در دﺳﺖ ﻧﯿﺴﺖ، اﻣﺎ ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ اﺣﺘﻤﺎﻻً ﺑﺎ ﺗﻨﻈﯿﻢ ﺑﯿﺎن ژنﻫﺎی ﻣﺮﺗﺒﻂ و ﻣﺸﺎرﮐﺖ در ﺳﺎﺧﺖ ﭘﺮاﯾﻤﺮﻫﺎی RNA، ﺑﻪ آﻏﺎز دﻗﯿﻖﺗﺮ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪﺳﺎزی ﮐﻤﮏ ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﮐﺎﻫﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪﺳﺎزی در اﺛﺮ ﺣﻀﻮر اﯾﻦ ﻣﻮﻟﮑﻮل ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ از ﺑﺮوز ﺧﻄﺎﻫﺎی ژﻧﺘﯿﮑﯽ ﮐﺎﺳﺘﻪ و دﻗﺖ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺗﻤﺎﯾﺰ را اﻓﺰاﯾﺶ دﻫﺪ.
در ﻧﻬﺎﯾﺖ، ﭘﺰودورﯾﺪﯾﻦ ﺑﺎ اﺛﺮﮔﺬاری ﮔﺴﺘﺮده ﺑﺮ RNA و ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎی ﺗﺮﺟﻤﻪ، اﭘﯽژﻧﺘﯿﮏ و ﻣﺘﺎﺑﻮﻟﯿﺴﻢ، ﺑﻪﻋﻨﻮان ﯾﮏ ﻋﺎﻣﻞ ﮐﻠﯿﺪی در ﺳﻼﻣﺖ و ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺳﻠﻮلﻫﺎ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد. ﻧﻘﺶ آن در وراﺛﺖ اﭘﯽژﻧﺘﯿﮑﯽ، ﺑﻪوﯾﮋه از ﻃﺮﯾﻖ RNAﻫﺎی ﮐﻮﭼﮏ، اﻓﻖﻫﺎی ﺟﺪﯾﺪی را ﺑﺮای ﺗﻮﺳﻌﻪ درﻣﺎنﻫﺎی ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ RNA و اﺻﻼﺣﺎت ژﻧﺘﯿﮑﯽ در ﮐﺸﺎورزی و ﭘﺰﺷﮑﯽ ﻓﺮاﻫﻢ ﮐﺮده اﺳﺖ. ﻫﺮﭼﻨﺪ ﺑﺮای درک ﮐﺎﻣﻞ ﻣﮑﺎﻧﯿﺴﻢﻫﺎی آن ﻫﻨﻮز ﺑﻪ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت ﮔﺴﺘﺮدهﺗﺮی ﻧﯿﺎز اﺳﺖ، اﻣﺎ ﺟﺎﯾﮕﺎه آن در زﯾﺴﺖﻓﻨﺎوری و زﯾﺴﺖﺷﻨﺎﺳﯽ ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﯽ ﺗﺜﺒﯿﺖ ﺷﺪه اﺳﺖ.
ﻣﻨﺒﻊ:
Herridge, R. P., Dolata, J., Migliori, V., de Santis Alves, C., Borges, F., Schorn, A. J., ... & Martienssen, R. A. (2025). Pseudouridine guides germline small RNA transport and epigenetic inheritance. Nature structural & molecular biology, 32(2), 277-286.
ﮔﺮدآوری و ﺑﺎزﻧﻮﯾﺴﯽ: دﮐﺘﺮ ﻣﺮﯾﻢ ﺑﺬرﮔﺮ
ﻋﻀﻮ ﻫﯿﺌﺖ ﻋﻠﻤﯽ ﻣﺮﮐﺰ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت ﻋﻠﻮم اﻋﺼﺎب داﻧﺸﮕﺎه ﻋﻠﻮم ﭘﺰﺷﮑﯽ ﺷﻬﯿﺪ ﺑﻬﺸﺘﯽ