>/BASH

پروتئین فاژ در باکتری‌های پرورش‌یافته در آزمایشگاه پوسته‌ای شبیه والت ساخت

آنتروپیک از تشکیل پوسته‌ای شبیه والت با ۹۶ نسخه پروتئین در ای‌کولای خبر داده و آزمایش‌هایی درباره تأثیر تغییرات بر بسته‌شدن و اندازه آن گزارش کرده است. کارکرد طبیعی آن نامعلوم است، تشکیل آن در میزبان‌های طبیعی آزمایش نشده و داوری علمی آن احراز نشده است.

پروتئین فاژ در باکتری‌های پرورش‌یافته در آزمایشگاه پوسته‌ای شبیه والت ساخت

آنتروپیک در ۴ نوامبر ۲۰۲۶ گزارش داد که پروتئین‌های خویشاوند پروتئین اصلی والت، هنگام تولید در باکتری ای‌کولای پرورش‌یافته در آزمایشگاه، می‌توانند پوسته‌هایی شبیه والت تشکیل دهند. گروه زیست‌شناسی این شرکت ساختار سه‌بعدی یکی از این پوسته‌ها را که از پروتئین یک باکتریوفاژ به نام L05 ساخته شده بود، تعیین کرد. این یافته سامانه‌ای برای بررسی این ساختارهای اسرارآمیز سلولی فراهم می‌کند، اما کارکرد زیستی آن‌ها را مشخص نمی‌کند و نشان نمی‌دهد که این ذرات در میزبان‌های طبیعی خود تشکیل می‌شوند.

والت‌ها مجموعه‌های پروتئینی بزرگ و توخالی هستند که در سال ۱۹۸۶ کشف شدند. آن‌ها در یوکاریوت‌ها، از جمله انسان، پراکندگی گسترده‌ای دارند، اما نقش‌های پیشنهادی آن‌ها در جابه‌جایی مواد، محافظت در برابر ترکیبات سمی و ایمنی همچنان تأیید نشده است. توالی‌های پروتئینی خویشاوند پیش‌تر در باکتری‌ها و باکتریوفاژها، یعنی ویروس‌های آلوده‌کننده باکتری‌ها، شناسایی شده بود؛ بااین‌حال روشن نبود که این پروتئین‌ها والت تشکیل می‌دهند یا خیر.

پژوهشگران حدود ۱۵ میلیارد پروتئین پیش‌بینی‌شده را جست‌وجو کردند و از یافتن خویشاوندان این پروتئین در ۲۹ شاخه باکتریایی و چهار شاخه آرکیایی خبر دادند؛ البته این توالی‌ها در کمتر از ۱٪ گونه‌های دارای ژنوم توالی‌یابی‌شده وجود داشتند. آن‌ها ۴۴ گزینه را در یک سامانه بدون سلول غربال کردند و ۲۴ مورد را برای بیان در ای‌کولای پیش بردند. پانزده مورد پروتئین محلول تولید کردند؛ هفت مورد از آن‌ها زیر میکروسکوپ الکترونی ذراتی شبیه والت تشکیل دادند. میکروسکوپی الکترونی برودتی که تصاویر ذرات سریعاً منجمدشده را برای بازسازی سه‌بعدی ترکیب می‌کند، شکل والت را برای چهار گزینه تأیید کرد: دو پروتئین باکتریایی و دو پروتئین فاژی.

پروتئین L05 به دلیل توانایی مناسب در تشکیل پوسته‌های کامل انتخاب شد. پوسته آن از ۹۶ نسخه پروتئین تشکیل شده بود، درحالی‌که والت پستانداران ۷۸ نسخه دارد. جرم برآوردی آن ۹٫۵ مگادالتون و ابعادش حدود ۵۴ در ۴۵ نانومتر بود؛ ابعاد والت پستانداران ۶۷ در ۴۰ نانومتر است. با وجود طول کمتر، شکل گردتر آن حدود ۲۵٪ حجم بیشتری را در بر می‌گرفت. آزمایش ۱۵ نسخه تغییریافته L05 نشان داد که بعضی تغییرات منفرد نزدیک کلاهک، ذرات باز و گل‌مانند ایجاد می‌کنند؛ یافته‌ای که از نقش این جایگاه‌ها در بسته‌شدن پوسته پشتیبانی می‌کند. دوبرابرکردن دو قطعه تکرارشونده دیواره، ضمن حفظ تشکیل پوسته، حجم محصور را حدود ۲۰٪ افزایش داد. این نتایج بیانگر انعطاف‌پذیری ساختاری هستند، اما تاریخچه تکاملی یا کاربردهای عملی مانند رساندن آنزیم‌ها را اثبات نمی‌کنند.

در هر نسخه پروتئین L05، چگالی‌ای سازگار با حضور یک مولکول کوچک نیز دیده شد. شباهت آن به کوآنزیم A یک فرضیه است: نه هویت مولکول و نه اهمیت آن مشخص شده است.

به گفته آنتروپیک، کلود تحت هدایت انسان در جست‌وجوی توالی‌ها، طراحی دی‌ان‌ای، خالص‌سازی و تحلیل داده‌های میکروسکوپی کمک کرد. فرایند خالص‌سازی از سلول تا شبکه میکروسکوپی حدود ۹۰ دقیقه طول کشید؛ در مقایسه با حدود سه روز برای یک روش متداول مورد استفاده برای والت‌های یوکاریوتی. نخستین مدل ساختاری در ۳۴ ساعت و نقشه‌های نهایی در حدود یک هفته آماده شدند. این موارد مقایسه‌های کنترل‌شده نبودند؛ زمان جایگزینِ چند هفته‌ای، برآورد نویسندگان بود و پردازش با صدها پردازنده گرافیکی به‌صورت موازی انجام شد. خطاهای گزارش‌شده شامل مشکلی در دستورکار آزمایش با پیامد دو هفته تأخیر و یک نقشه میکروسکوپی اولیه معیوب بود. تغییر مدل‌ها، هدایت انسانی و منابع محاسباتی، نسبت‌دادن دستاوردهای گزارش‌شده صرفاً به کلود را محدود می‌کند.

مقاله ارائه‌شده، تفکیک‌پذیری میکروسکوپی الکترونی برودتی، تعداد ذرات، تعداد تکرارهای مستقل، برآوردهای عدم‌قطعیت یا اعتبارسنجی تفصیلی ساختار را گزارش نمی‌کند. انتخاب گزینه‌ها به نفع پروتئین‌هایی بود که با موفقیت بیان می‌شدند و ذره تشکیل می‌دادند؛ بنابراین نمی‌توان درباره میزان رایج‌بودن تشکیل والت در پروتئین‌های خویشاوند نتیجه‌گیری گسترده کرد. همه ذرات در ای‌کولای تولید شدند و تشکیل آن‌ها در باکتری‌های میزبان طبیعی یا هنگام عفونت طبیعی فاژی هنوز آزمایش نشده است. آنتروپیک اعلام کرد که پیش‌چاپی به bioRxiv ارسال شده و ساختارها و داده‌های بیشتری بعداً منتشر خواهند شد. گزارش فنی مورد اشاره و داده‌های زیربنایی در مواد ارائه‌شده موجود نبودند و داوری علمی و تکرار مستقل نتایج احراز نشده است.

تصویر جلد با هوش مصنوعی تولید شده و تصویرسازی مفهومی است؛ مدرک پژوهش نیست.

منابع اصلی

پست این خبر در اینستاگرام