تخليق سكريات متعددة في المخبر

تخليق الغليكانات اللامتناظرة asymmetrical glycans في المختبر

طريقة تستخدم أساساً كربوهيدراتيّاً لبناء تنويعات من الجزيئات الحيويّة الغامضة وغير المفهومة، على الرغم من سعة انتشارها.

توصّل العلماء إلى طريقة جديدة لتخليق السكريّات المتعدّدة (الغليكانات)، وهي فئة من الكربوهيدرات المهمّة جدّاً والمراوِغة (غير المفهومة) في الوقت ذاته.

تمهّد هذه التقنية الطريق لدراسة معمّقة لواحدة من أهمّ مجموعات الجزيئات الضخمة الأساسيّة في علم الأحياء وأقلّها فهماً بالنسبة للعلم (إلى جانب المجموعات الأساسية الأخرى؛ البروتينات والحموض النووية والشحوم).

ومن الجدير بالذكر أنّ نتائج هذه الدراسة قد تقود أيضاً إلى إدراك أفضل للبنية الخارجيّة للفيروسات.

تتكوّن الغليكانات من جزيئات سكّريّة تجتمع لتشكّل إمّا سلاسل بسيطة أو بُنى وتنسيقات منمّقة أكثر تفرّعاً, وهي كلّيّة الوجود ubiquitous في العالم الحيّ، إذ تشكّل الغليكيانات مكوّناً رئيسيّاً في بنية الغشاء الخارجي لجميع الخلايا الحيّة.

ويتعرّف الجهاز المناعيّ في جسم الإنسان على الغليكانات الخاصّة بالعوامل المُمرِضة pathogens (البكتيريا والفيروسات) في خطوة أولى للقيام بالاستجابة المناعيّة المناسبة .

يُقدَّر بأنّ نحو 85% من الغليكانات الموجودة في الطبيعة هي من النوع غير المتناظر، الذي يصعب عزله من الخلايا أو تخليقه في المختبر (بعكس الغليكانات المتناظرة symmetrical).

قام فريق الباحثين (Boons وزملاؤه) بتطوير طريقة لتخليق مجموعة واسعة من الغليكانات، بدءاً من جزيئة سكّريّة بسيطة مشابهة لتلك التي توجد في الخلايا حقيقيّة النواة eukaryotic cells. يتمّ التعديل على هذه الجزيئة الخام (السكرية البسيطة) بهدف السماح فقط لمواضع محدّدة من السلسلة الكربوهيدراتيّة بالتبدّل دون بقيّة المواضع, مثل أن تواصل أحد المواضع النموّ والتفرّع في حين لا يحدث الأمر ذاته في مواضع أخرى من السلسلة (غير متناظرة) .

تعدّت الدراسة أيضاً إلى توضيح كيف أنّ بنية الغليكان- وبالتحديد إن كان متناظراً - تؤثّر على كيفيّة ارتباطه بالبروتينات على سطوح فيروسات الانفلونزا. يقول سابين فليتشSabine Flitsch، وهو عالم أحياء كيميائية في جامعة مانشستر ببريطانيا، أنّ هذه الطريقة "من الممكن جداً أن تكون أداة اكتشاف" في تحديد هويّة فيروسات معيّنة وتمييزها عن سواها.

يقول باولين رود Pauline Rudd، عالم الأحياء المتخصّص بدراسة الغليكانات glycobiologist في دبلِن: "ومن القضايا الأخرى التي تواجه هذه التقنية الجديدة هي إمكانيّة تطويرها لتخليق كمّيات ضخمة من الغليكانات، كافية ليعمل عليها الباحثون....لقدّ طوّر الباحثون منهجيّة ممتازة لتخليق الغليكانات، ولكن قد يكون من الصعب تطبيقها للإنتاج على نطاق واسع mass production."

لن يساعد علم دراسة الغليكانات Glycoscience في تقدّم علم الأحياء (البيولوجيا) فحسب , بل أيضاً في مجالات مثل إنتاج الوقود الحيوي وعلم البلمرات (أو علم الجزيئات الضخمة) polymer science.

يبدو أنّنا بصدد البدء بمشروع أكثر تحدّيّاً من مشروع المجين البشري Human Genome Project، بحسب ما نشرت الأكاديمية الأمريكية الوطنية للعلوم في تقريرها في السنة الماضية، حيث طرحت ‘خارطة طريق لعلم الغليكانات‘ تتضمّن التركيز على مجال التخليق المتقدّم advanced synthesis للغليكانات، وعلى تأسيس قاعدة بيانات شاملة للمعلومات المتعلّقة بها.

المصدر:  هنا