انتشار این مقاله


جلوگیری از بیماری‌های ژنتیکی ناشی از ترانسپوزون‌ها

مولکول هایی به نام endosiRNAs می‌توانند بیماری‌های ژنتیکی ناشی از ترانسپوزون را از بین ببرند.

مولکول‌هایی به نام endosiRNAs می‌توانند بیماری‌های ژنتیکی ناشی از ترانسپوزون را از بین ببرند. قسمت اعظم ژنوم انسان شامل قطعاتی از DNA به نام ترانسپوزون می‌باشد. این قطعات نوعی انگل ژنتیکی هستند. فعال شدن ترانسپوزون به ژن آسیب می‌رساند، بنابراین غیرفعال نگه داشتن آن‌ها ضروری به نظر می‌رسد. کنترل ترانسپوزون‌ها در اوایل چرخه‌ی حیات انسان بسیار دشوار است. تحقیقی که اخیراً در Cell Stem Cell منتشر شده است، نشان می‌دهد که چگونه endosiRNAها در طول این مرحله‌ی آسیب پذیر، ژن‌های ما را حفظ می‌کنند.

سلول‌های بنیادی رویانی طوری تغییر داده‌ شده‌اند که نبود متیلاسیون DNA به ترانسپوزون‌ها اجازه دهد تا فعال شوند (DNA با رنگ‌ آبی نشان داده شده است). سلول‌هایی که حاوی ترانسپوزون‌های فعال اند به رنگ قرمز دیده می‌شود. Rebecca Berrens©
سلول‌های بنیادی رویانی طوری تغییر داده‌ شده‌اند که نبود متیلاسیون DNA به ترانسپوزون‌ها اجازه دهد تا فعال شوند (DNA با رنگ‌ آبی نشان داده شده است). سلول‌هایی که حاوی ترانسپوزون‌های فعال اند به رنگ قرمز دیده می‌شود. Rebecca Berrens©

ترانسپوزون‌ها تحت عنوان عناصر قابل انتقال نیز شناخته می‌شوند. این قطعات ویروس‌های باستانی هستند که به بخش دائمی ژن‌‌ تبدیل شده‌اند. حدود نیمی از ژنوم انسان از ترانسپوزون ساخته شده است. بسیاری از آنها آسیب دیده‌اند، اما برخی می‌توانند فعال شوند. ترانسپوزون‌های فعال می‌توانند مضر باشند زیرا در طول ژنوم حرکت می‌کنند. جابجایی ترانسپوزون‌ها در ژنوم می‌تواند منجر به بیماری‌ ژنتیکی شود و در ایجاد برخی سرطان‌ها هم نقش داشته باشد.


مقاله مرتبط: اثرات ژنتیکی تحت تأثیر شیوه‌ی زندگی قرار دارند


مارکرهای شیمیایی به نام متیلاسیون در مولکول DNA می‌توانند ترانسپوزون‌ها را غیر فعال نگه دارند. سلول اغلب از متیلاسیون‌ها برای غیرفعال کردن قطعه‌ای از DNA استفاده می‌کنند. این قطعه می‌تواند ترانسپوزون باشد یا قسمت دیگری از مولکول DNA. با این حال، در هر نسل جدید، بیشتر متیلاسیو‌ن‌ها به طور موقت، توسط پروسه‌ای به نام برنامه‌ریزی اپی ژنتیک مجدد، پاک شده و مجددا تمدید می‌شوند. یعنی در طی تولید اسپرم و تخمک زمان کوتاهی وجود دارد که متیلاسیون‌ها فعالیت ترانسپوزون را کنترل نمی‌کنند. در این حالت ترانسپوزون‌ها آزادند تا به DNA آسیب وارد کنند و آن را تغییر دهند.

درست مانند ژن‌های فعال، ترانسپوزون‌های فعال پیام‌هایی را در قالب مولکول‌های RNA تولید می‌کنند. این RNAها شباهت زیادی به DNA دارند. طبق این مطالعه، سلول‌ها می‌توانند این پیام را شناسایی کنند و از آن‌ برای ساختن برخی از RNA های تداخلی کوچک اندوژن استفاده کنند. این RNAهای کوچک endosiRNAs نام دارند. endosiRNAs به عنوان یک تله عمل می‌کند و شرایط را برای پروتئینی به نام Argonaute 2 فراهم می‌کند تا پیام‌های تراسپوزون‌ها را نابود کنند.

نقش endosiRNAs در مهار ترانسپوزون

برنامه‌ریزی مجدد اپی ژنتیک در ابتدای تکامل نقش حیاتی ایفا می‌کند، اما ژن‌ها را آسیب پذیر می‌سازد. درک مسابقه‌ی تسلیحاتی بین ژن‌ها و ترانسپوزون یکی از سوالات اساسی مطرح در زیست‌شناسی مولکولی بوده است! این یافته‌ها اولین شواهدی است که نشان می‌دهد endosiRNAs  فعالیت ترانسپوزون را در طی متیلاسیون DNA تعدیل می‌کند. EndosiRNAs اولین خط دفاع در برابر ترانسپوزون‌ها در برنامه‌ریزی مجدد اپی ژنتیک هستند.

اثرات ترانسپوزون‌های فعال متفاوت است و اغلب هیچ تاثیری ندارند. اما گاهی اوقات یک ژن مهم را تغییر می‌دهند. با این حال، ترانسپوزون‌ها می‌توانند تقریبا تمام ژن‌ها را تحت تاثیر قرار دهند که بالقوه منجر به انواع بیماری‌های ژنتیکی می‌شود. ترانسپوزون‌ها با روش‌های مختلفی سلامت انسان را تحت تاثیر قرار می‌دهند. با مطالعه‌ی کنترل ترانسپوزون‌ها، می‌توان به درک بیشتری از این روش‌ها رسید.

ترانسپوزون‌ها در جهت مخالف ژن‌های اطراف خوانده می‌شوند. همین آرایش است که به سلول اجازه می‌دهد تا پیام‌های RNA ترانسپوزون را شناسایی کند. RNAای که از رشته‌ی مقابل DNA و از سمت مخالف سنتز می‌شود مکمل رشته‌ی اول است، بنابراین یک RNA دو رشته‌ای (dsRNA) ساخته می‌شود. این dsRNA ساخت endosiRNAs را آغاز می‌کند.

پروفسور Wolf Reik، رئیس Epigenetics Laboratory در Babraham Institute گفت:

ترانسپوزون‌ها بخش بزرگی از ژنوم ما را تشکیل می‌دهند و کنترل آن‌ها برای زنده ماندن حیاتی است. در صورت عدم کنترل، به علت توانایی جابجایی در ژنوم می‌تواند آسیب گسترده‌ی ژنتیکی ایجاد کند. درک ترانسپوزون‌ها به ما کمک می‌کند تا بفهمیم که آیا راهی برای جلوگیری از اتفاقات ناشی از فعال شدن آن‌ها وجود دارد یا نه؟


مقاله مرتبط: ژنتیک و سطح پیچیدگی‌های گونه انسان


بخش اعظم این تحقیقات با استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی که در آزمایشگاه رشد کرده بودند، انجام شده است. این سلول‌ها را برای غیرفعال‌سازی متیلاسیون DNA دستکاری شده بودند. برنامه‌ریزی اپی‌ژنیک طبیعی در سلول‌های جنسی اولیه، سلول‌هایی که اسپرم و تخمک را تولید می‌کنند، اتفاق می‌افتد. اما مطالعه روی این سلول‌ها بسیار سخت است. البته محققان از سلول‌های جنسی اولیه برای تایید صحت نتایج حاصل از مطالعه‌ی سلول های بنیادی آزمایشگاهی استفاده کردند.

فاطمه مسیب‌پور


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *