『قصة الغلاف』Myosotis يفتح عصرًا جديدًا في تصوير الحمض النووي الريبي!

28 أكتوبر 2024

لي جيانغ، فانغتينغ زو، يوان يوان بان، رويلونغ لي، ياجي شي، شيني هوانغ، داشنغ تشانغ، ينغ بينغ تشوانغ، يوزينغ تشاو، تشيونينغ لين، يي يانغ، لينيونغ تشو، شيانجون تشين

غلاف هذا العدد هو "الحمض النووي الريبوزي الفلوري السماوي الساطع والمستقر يتيح تصوير الحمض النووي الريبوزي متعدد الألوان في البكتيريا الإشريكية القولونية الحية" بواسطة البروفيسور شيانجون تشين من جامعة شرق الصين للعلوم والتكنولوجيا، و البروفيسور لينيونغ تشو من جامعة شرق الصين للعلوم والتكنولوجيا / جامعة شنغهاي جياوتونغ.

خلفية البحث

• في دراسات البيولوجيا الخلوية والجزيئية، يُعدّ الرصد الديناميكي الآني لسلوك وتوزيع الحمض النووي الريبوزي (RNA) داخل الخلايا أمرًا أساسيًا لفهم تنظيم التعبير الجيني، والوظائف الخلوية، وآليات نشوء الأمراض. تُتيح تقنية الحمض النووي الريبوزي الفلوري (FRs)، وهي أداة فعّالة ظهرت في السنوات الأخيرة، فرصًا غير مسبوقة لتصوير الحمض النووي الريبوزي في الخلايا الحية. وتُعدّ الحمض النووي الريبوزي الفلوري فئة خاصة من أبتامرات الحمض النووي الريبوزي، التي ترتبط بأصباغها الفلورية صغيرة الجزيئات وتُنشّطها، مُولّدةً بذلك إشارات فلورية قابلة للكشف داخل الخلية. وقد ساهم ظهور هذه التقنية في تطوير مجال تصوير الحمض النووي الريبوزي بشكل كبير، مما مكّن الباحثين من تصويره بدقة وحساسية عاليتين في بيئة الخلايا الحية في ظل ظروف شبه فسيولوجية.
• على الرغم من تطوير مجموعة متنوعة من الفلوريسنتات وتوسيع لوحة ألوانها (أي نطاق ألوان الفلورسنت التي يمكن إصدارها) بشكل كبير، إلا أن الفلوريسنتات السماوية (السماوية)، التي تتميز بسطوعها وثباتها، ومتوافقة حيويًا، ومتعامدة مع الفلوريسنتات الحالية، لا تزال حاجة ملحة. يوفر الفلوريسنت السماوي مزايا فريدة في التصوير البيولوجي، مثل انخفاض تداخل الفلوريسنت مع الخلفية الخلوية، وعمر فلورسنت أطول، وسهولة التصوير المتعدد باستخدام قنوات ألوان أخرى. لذلك، يُعد تطوير فلوريسنت سماوي جديد ذا أهمية كبيرة في تعزيز تطوير تكنولوجيا تصوير الحمض النووي الريبي (RNA).

آثار البحث

• نجحت هذه الدراسة في تطوير أبتامر RNA يُسمى Myosotis، والذي يمكنه الارتباط بصبغة DBT جديدة شبيهة بالبروتين الفلوري الأخضر (GFP) وتنشيطها لإصدار فلورسنت سماوي ساطع. لا يُثري هذا الاكتشاف لوحة ألوان مستقبلات FR فحسب، بل يُوفر أيضًا أداة جديدة لتصوير الحمض النووي الريبي (RNA).
• إن الألفة العالية (المستوى النانومولي) لمركب Myosotis لتقنية DBT، واعتماده الضعيف على أيونات المغنيسيوم في عملية الطي، يسمحان له بالحفاظ على أداء مستقر في بيئات خلوية مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يتميز مركب Myosotis-DBT بعمر فلوري طويل، وثبات ضوئي جيد، وسطوع خلوي مُحسَّن، وهي خصائص تجعله مسبارًا مثاليًا لتصوير الحمض النووي الريبي (RNA). يُظهر مركب Myosotis-DBT تعامدًا جيدًا مع مُثبِّطات الفلورسنت Pepper وClivia الحالية، مما يعني إمكانية استخدامها في وقت واحد في الخلية نفسها دون تداخلها مع بعضها البعض. تفتح هذه الخاصية المجال أمام التصوير الفلوري المتعدد، مما يسمح للباحثين بمراقبة سلوك وتوزيع العديد من جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) في وقت واحد في التجربة نفسها.

آفاق البحث

• مع استمرار تطور تقنية Myosotis-DBT وتطورها، من المتوقع استخدامها على نطاق واسع في مختلف الأنظمة البيولوجية وأنواع الخلايا لدراسة دور الحمض النووي الريبوزي (RNA) في تنظيم التعبير الجيني، وتمايز الخلايا، ونشوء الأمراض. بدمج Myosotis-DBT مع ألوان أخرى من مستقبلات FR، يُمكن تطوير تقنيات تصوير فلوري متعددة أكثر تطورًا ودقة، لتمكين التصوير المتزامن والتتبع الديناميكي للعديد من الحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتينات في الخلايا.
• نظراً للدور المهم للحمض النووي الريبوزي (RNA) في ظهور المرض وتطوره، يُتوقع تطبيق تقنية Myosotis-DBT في التشخيص والعلاج السريري. على سبيل المثال، من خلال الكشف عن التغيرات في مستوى التعبير أو توزيع أنواع محددة من الحمض النووي الريبوزي، يُمكن تحقيق التشخيص المبكر والتقييم التنبؤي للأمراض؛ وفي الوقت نفسه، باستخدام تقنية تداخل الحمض النووي الريبوزي (RNA) مع تصوير Myosotis-DBT، يُمكن مراقبة تأثير وآلية العلاج المُستهدف للحمض النووي الريبوزي (RNA) آنياً.

عملية تصميم الغلاف

يهدف تصميم الغلاف إلى تسليط الضوء على موضوع عالم النانو والميكرو، مُبرزًا المحتوى المبتكر للبحث العلمي حول تصوير الحمض النووي الريبي متعدد الألوان في البكتيريا الحية. من خلال التأثير البصري والتمثيل التفصيلي، يجذب الغلاف انتباه القارئ ويُبرز القيمة البحثية الأساسية للمقالة.

يعتمد الغلاف بشكل أساسي على خلفية داكنة لإبراز هياكل البكتيريا الأرجوانية والحمراء. لا يعكس اختيار اللونين الأرجواني والأحمر تعقيد الأنظمة البيولوجية وحيويتها فحسب، بل يخلق أيضًا تباينًا بصريًا لافتًا يجذب الانتباه. يعتمد التصميم أسلوبًا مستقبليًا مستوحى من الخيال العلمي، حيث يُحاكي بدقة عالم البكتيريا المجهري لإبراز خصائص البحث في مجالي النانو والميكرو.

تتميز نمذجة البكتيريا وبنيتها الداخلية بتفاصيل دقيقة، كاشفةً عن تعقيد وتعقيدات البنية الداخلية للخلايا. تُظهر البكتيريا على الغلاف مظهرًا طبيعيًا، ببنياتها السطحية الشائكة ومكوناتها الداخلية المعقدة المُصوَّرة بدقة. وتُوضَّح آلية تصوير الحمض النووي الريبي (RNA) داخل البكتيريا من خلال تأثيرات ضوئية متعددة الألوان ومنحنيات ديناميكية، مما يُسلِّط الضوء على ابتكار تصوير الحمض النووي الريبي متعدد الألوان. في نهاية المطاف، نال هذا الغلاف إشادة كبيرة من الأستاذ المشرف ومحرري المجلة، مما أدى إلى نشره بنجاح!