يبدو أن أجسامنا لا تزال تحتفظ بالكثير من الأسرار، والتي قد يمثل الكشف عنها فتحا جديدًا أمام المزيد من الفرص والحلول الجديدة؛ لما يواجهنا من مشكلات وأمراض في حياتنا الحديثة، وتعج أجسامنا بتريليونات من البكتيريا المفيدة والتي يشير العلماء إلى أن العديد من جوانب صحتنا ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتكوين هؤلاء الأصدقاء المجهريين، بالرغم من أن الكيفية غالبا لا تزال غير واضحة.

مؤخرا اكتشف الباحثون في كلية الطب، بجامعة ستانفورد الأمريكية، أن البكتيريا الموجودة في أجسامنا، المعروفة باسم الميكروبيوم البشري، وتحديدًا التي تعيش في أمعاءنا، تنتج عشرات الآلاف من البروتينات الصغيرة جدًا للدرجة التي لم يتم مُلاحظتها في الدراسات والأبحاث السابقة، والتي يمكن أن تفتح الباب أمام فرص جديدة لتطوير الأدوية والعقاقير العلاجية في المستقبل.

وتوضح آمي بهات، الأستاذ المساعد في الطب وعلم الوراثة وكبير الباحثين في الدراسة: "من الهام جدا فهم العلاقة بين الخلايا البشرية والميكروبيوم، كيف يتواصلون؟ كيف تحمي سلالات البكتيريا نفسها من سلالات أخرى؟ من المرجح تواجد مثل هذه الوظائف والمهام في هذه البروتينات الصغيرة جدا، والتي قد تكون أكثر من البروتينات الكبيرة التي يتم إنتاجها خارج الخلية".

الحجم الصغير للبروتينات جعل من الصعب تحديدها ودراستها باستخدام الطرق التقليدية فطولها أقل من 50% من الأحماض الأمينية، ومن المحتمل أن تتحول البروتينات إلى أشكال فريدة تمثل لبنات بناء بيولوجية لم يتم تحديدها سابقًا، ومن المرجح أنها تقوم بخدمة وظائف الاتصال الحرجة بين السلالات البكتيرية والمضيفات التي تسكنها، وإذا كان من الممكن إعادة تخليق هذه البروتينات ووظائفها في المختبر، فيمكنها مساعدة الباحثين على فهم الكيفية التي يؤثر بها الميكروبيوم على صحة الإنسان، وتمهيد الطريق لاكتشاف عقاقير جديدة.

لتتبع البروتينات الصغيرة، قام الباحثون بتقريب صورة الجينومات البكتيرية وتكبيرها، وتقول بهات: "الجينوم البكتيري يشبه كتابًا به سلاسل طويلة من الحروف، فقط بعضها يشفر المعلومات الضرورية لصنع البروتينات، وتقليديًا نحدد وجود جينات ترميز البروتين في هذا الكتاب من خلال البحث عن مجموعات من الحروف التي تشير إلى إشارات "البدء" و"التوقف" التي تشير إلى مصفوفة جينات، هذا يعمل بشكل جيد للبروتينات الكبيرة، لكن كلما صغر حجم البروتين، زادت احتمالات ظهور أعداد كبيرة إيجابية زائفة تفسد النتائج.

لمعالجة المشكلة، قررت الباحثة في الدراسة هيلا سبيرو، استخدام منهجية حسابية قارنت بها بين الجينات المحتملة لترميز البروتين الصغير، وبين العديد من الميكروبات والعينات المختلفة، حيث كشفت عن أكثر من 4000 عائلة بروتين، لم يتم التعرف على معظمها من قبل.

فاجأ الحجم الكبير للاكتشاف فريق البحث، الذي لم يتوقع إلا أن يجد بضع مئات من السلاسل الجديدة من جينات ترميز البروتينات الصغيرة، ولكنه اكتشف الآلاف.

وتقدم الدراسة التي نشرت الخميس الماضي، في مجلة Cell العلمية، فرضيات فيما يتعلق بوظيفة بعض هذه العائلات الصغيرة من البروتين، استنادًا إلى موقعها الجيني، وانتشارها في بعض مواقع جسم الإنسان، وعوامل أخرى، على سبيل المثال، تشترك بعض عائلات البروتين الصغيرة المكتشفة حديثًا، مع الصفات الجينية، في البروتينات المكتشفة سابقًا والمعروفة بأنها تعزز مقاومة المضادات الحيوية.

وكذلك تقدم ملخصًا شاملاً لجميع أسر البروتين الصغيرة التي تم اكتشافها، والتي يبلغ عددها 4539 عائلة، وتعد بمثابة كتالوج جديد كبير للبحث في المستقبل.

وتكمن الخطوة التالية في البدء في فهم الوظائف الميكانيكية التي تخدمها هذه البروتينات الصغيرة، مما يفتح الباب أمام مضادات حيوية جديدة محتملة أو أدوية أخرى للاستخدامات البشرية العلاجية.

وتقول بهات: "يمكن تصنيع البروتينات الصغيرة بسرعة ويمكن أن تستخدمها البكتيريا كمفاتيح بيولوجية للتبديل بين الحالات الوظيفية أو لتحفيز ردود فعل محددة في خلايا أخرى، كما أنها أسهل في الدراسة والتلاعب من البروتينات الكبيرة، والتي يمكن أن تسهل تطوير الدواء. نتوقع أن يكون هذا مجالًا جديدًا قيِّمًا في علم الأحياء للدراسة".