تعدیل اثر پروتامین بر سلول‌های اسپرم
محققان موسسه علم و فناوری Daegu Gyeongbuk مکانیسمی را پیشنهاد می‌کنند که به موجب آن پروتامین بسته بندی DNA در سلول‌های اسپرم را تعدیل می‌کند. این یافته‌ها می‌تواند پیامد‌هایی برای توسعه واکسن‌های سرطان و عفونت‌های ویروسی داشته باشد.
به گزارش phys.org، همه گیری کووید-۱۹ واکسن‌های RNA را در معرض توجه عموم قرار داده است. جهش‌های سریع ویروس و نیاز فوری به کنترل شیوع آن، محققان را وادار به یافتن راه‌هایی برای طراحی واکسن‌های کارآمدتر برای بسته بندی و ارائه اطلاعات مورد نیاز سیستم ایمنی کرده است. چسب‌های مولکولی راهی برای متراکم کردن، غیرفعال کردن و محافظت از مواد ژنتیکی مانند DNA و RNA برای فرمول بندی واکسن‌ها ارائه می‌دهند. پروتامین، پروتئینی که بسته بندی DNA را در سلول‌های اسپرم تنظیم می‌کند، یکی از این چسب‌های مولکولی است. اما تاکنون درک کمی در مورد مکانیسم تراکم DNA ناشی از پروتامین وجود داشته است.
در مطالعه اخیر منتشر شده در ACS Nano، گروهی از محققان به سرپرستی پروفسور یونهه جانگ از موسسه علم و فناوری Daegu Gyeongbuk، کره و همکارانش در گروه فیزیک دانشگاه تور فرانسه، مدلی برای درک چگالش و تراکم DNA ناشی از پروتامین در محلول‌های نیمه رقیق آن‌ها دریافتند که پروتامین پل‌های گذرا بین DNA ایجاد می‌کند که باعث جذب و فشردگی DNA به دسته‌ها می‌شود. آن‌ها همچنین دریافتند که شارژ بیش از حد محلول با پروتامین این جاذبه را از بین برده و منجر به تراکم DNA می‌شود.
پروفسور جانگ توضیح می‌دهد با انجام یک شبیه سازی ایده آل که فقط برهمکنش الکترواستاتیک و استریک را شامل می‌شد، ما توانستیم نشان دهیم که تراکم DNA با تعدیل نسبت بین پروتامین با بار مثبت و DNA با بار منفی به طور برگشت پذیر تنظیم می‌شود. این نتیجه نشان دهنده صراحت طولانی مدت است که بسته بندی DNA اساسا به ماهیت غیراختصاصی تعامل الکترواستاتیک متکی است. نتایج شبیه سازی آن‌ها با مشاهدات تجربی مبتنی بر آزمایشگاه مطابقت داشت.
درک مکانیسم تراکم DNA ناشی از پروتامین می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد توسعه سلول‌های اسپرم و باروری مربوط به آن‌ها ارائه دهد. علاوه بر این اصول اولیه طراحی زیربنای مکانیسم تراکم DNA ناشی از پروتامین می‌تواند برای تنظیم دقیق فرمول واکسن‌ها و سایر درمان‌های مبتنی بر ژن استفاده شود. به گفته پروفسور لانساک همکار دکتر جانگ، واکسن‌های اخیر mRNA برای جلوگیری از عفونت‌های ویروسی و سرطان‌ها از پروتامین به عنوان عوامل بسته بندی استفاده می‌کنند؛ بنابراین این کار را می‌توان برای مطالعه بسته بندی mRNA، بسته بندی که توسط مشتقات پروتامین کنترل می‌شود، توسعه داد.
هنر نهایی زیر سلولی بسته بندی DNA به طول ۲ متر در یک سلول انسانی در حال حاضر از طریق معجزات علم قابل درک است که نوید می‌دهد برای اکتشافات آینده ارزشمند باشد. همانطور که پروفسور جانگ می‌گوید: ما معتقدیم که درک و شبیه سازی اصول سطح مولکولی که زیربنای فرآیند‌های جذاب و پویایی مانند بسته بندی DNA است، نه تنها ما را یک گام به کشف منشاء زندگی نزدیک می‌کند، بلکه در زمینه‌های مختلف دیگر مانند دارو، مواد و انرژی نیز کاربرد دارد.
