QT45 - حمض نووي ريبوزي ذاتي التضاعف مكون من 45 وحدة، تم العثور عليه في جليد
اكتشاف رئيسي: جزيء الحمض النووي الريبوزي (RNA) الصغير الذي ينسخ نفسه
في الجيوب الجليدية البدائية، يمكن لدورات التجميد والذوبان أن تزيد بشكل كبير من تركيزات المذاب، مما يخلق ظروفًا شبيهة بالمفاعلات الدقيقة، تمامًا مثلما تعمل مراكز التوزيع المبردة على تركيز ونقل البضائع.
اكتشف باحثون في مختبر البيولوجيا الجزيئية التابع لمجلس البحوث الطبية (MRC LMB) في كامبريدج، جزيء حمض نووي ريبوزي صغير، QT45، يتألف من 45 وحدة كيميائية فقط. يمكن لهذا الجزيء نسخ خيوط الحمض النووي الريبوزي وحتى تصنيع نفسه في ظروف قلوية خفيفة ومجمدة. يعتبر QT45 أقصر بكثير من الريبوزيمات الأخرى (عادة ما تكون أكثر من 150 وحدة)، مما يجعله أكثر عرضة للتكوين спонтанно بشكل تلقائي على الأرض المبكرة.
اكتشاف QT45
جاء الاكتشاف بعد عملية اختيار منهجية حيث أنشأ الباحثون مكتبة ضخمة من تسلسلات الحمض النووي الريبوزي العشوائية - حوالي تريليون متغير - ووضعوها في دورات متكررة من الاختيار والطفرة. احتفظوا بالتسلسلات التي تظهر أي نشاط نسخ وطوروها على مدى جولات عديدة. في النهاية، ظهر شريط تضاعف واضح على المواد الهلامية، مما يشير إلى ظهور QT45.
أبرز التجارب:
- مكتبة عشوائية: تم فحص ~1,000,000,000,000 تسلسل
- طريقة الاختيار: إغناء تكراري لنشاط النسخ
- النتيجة: ظهور QT45 بعد دورات اختيار متعددة
- الاقتطاع: تم الاحتفاظ بالوظيفة حتى ~35 وحدة مع كفاءة منخفضة
- البيئة: لوحظ النشاط في ظروف باردة وقلوية قليلاً وتجميد – ذوبان
QT45 مقابل الريبوزيمات النموذجية
فيما يلي مقارنة بين QT45 والريبوزيمات الأطول:
| السمة | الريبوزيمات الطويلة النموذجية (>150) | QT45 (45 وحدة) |
|---|---|---|
| الطول | 150+ وحدة | 45 وحدة (يمكن أن تكون 35) |
| احتمالية التكوين спонтанно التلقائي | منخفضة جدًا | أعلى |
| القدرة على النسخ الذاتي | يصعب إثباته | تم إثباته (تجميع ذاتي اصطناعي) |
| الظروف المثلى | غير واضحة أو دافئة | بيئات دقيقة قلوية خفيفة مجمدة |
البيئات المجمدة: لماذا هي مهمة
عندما يتجمد الماء، تتركز الشوائب في عروق سائلة بين بلورات الثلج. هذا يسرع التفاعلات ويثبت الجزيئات الهشة مثل الحمض النووي الريبوزي (RNA). يقترح فريق البحث أن البيئات ذات الظروف الساخنة والباردة المتناوبة، مثل البرك الحرارية المائية بالقرب من المناطق القطبية، تخلق دورات من التركيز والتنشيط الحراري وتغير الرقم الهيدروجيني. هذه الدورات تشبه المحاور اللوجستية حيث تتم معالجة البضائع ونقلها.
ماذا يعني هذا للعلم
يشير QT45 إلى أن التضاعف الذاتي للحمض النووي الريبوزي (RNA) كان يمكن أن يبدأ بمواد أقل وعمليات أبسط. هذا له آثار على:
- تخطيط البحوث الميدانية: إعطاء الأولوية للبيئات الجليدية أو الحرارية المتقلبة عند البحث عن مكرِّرات بدائية.
- الخدمات اللوجستية للعلوم عن بعد
