انتقال DNA به نقطه‌ای دیگر خارج از هسته می‌تواند عملکرد آن را تغییر دهد

گرچه رشته ۳متری DNA درون هسته سلولهایمان حالتی بسیار درهم‌تنیده دارد، اما در واقع ژنوم به خوبی سازمان یافته است. در حال حاضر، دانشمندان با استفاده از یک نسخه اصلاح شده از ابزار ویرایشگر ژنی CRISPR، کشف کرده اند که نه تنها ترتیب جفت بازهای آن، بلکه محل استقرار DNA نیز، می تواند تفاوت بحرانی در نحوه عملکرد DNA و بخش های خاصی از ژنوم ایجاد کند.

هسته سلول پویا است، با همه اجزایش که  ظاهرا به صورت تصادفی به طور پیوسته در اطراف چرخش می‌کنند . اما در دهه گذشته، محققان متوجه شده اند که DNAی روی کروموزوم ها می تواند خود را به صورت‌های مختلفی تغییر دهد، تغییرهایی که می تواند فعالیت ژن های منتقل شده را متحول کند. اما، تا به حال، آنها توانایی اثبات این فرضیه نداشتند.

CRISPR را وارد کنید: مهندسان بیوگرافی تکنیک ویرایش ژن را مجددا راه انداختند تا محدوده های خاصی از DNA را از یک مکان به داخل دیگر داخل هسته خود حرکت دهند. آن‌ها ابتدا DNA را به پروتئینی متصل می کنند که هنگام سولفید شدن با آبسیزیک اسید، به طور انتخابی با پروتئین دیگری که تنها در محل هدف یافت می شود پیوند می یابد. دومین پروتئین  “DNA” متصل به پروتئین اولی را به دام انداخته، سریع  آن رادر نقطه مورد نظر نگه می دارد. حذف آبسیزیک اسید، اتصال را سست کرده، باعث آزاد سازی DNA می‌شود.

محققان نشان دادند که این روش با انتقال چند جفت ژن از نقاط مرکزی (بالا سمت راست) تا لبه هسته (بالا سمت چپ) عمل می کند. آنها همچنین از این تکنیک برای انتقال محدوده‌هایی از DNA به نام تلومر – نواحی بالایی کروموزوم که مرتبط با پیری است – استفاده می‌کنند. هنگامی که تلومرها به لبه‌هی داخلی هسته منتقل شوند، عملکرد DNA تغییر کرده، سلول بسیار کندتر رشد می‌کند. اما وقتی که تلومرها به نزدیکی اجسام کاجال-  تجمع پروتئین ها و مواد ژنتیکی که RNA را پردازش می کنند – منتقل شوند، تغییر عملکرد DNA، موجب می‌شود سلول سریع تر رشد کرده و زودتر از حد معمول تقسیم می شود. بنابراین، محققان نتیجه می گیرند، موقعیت تلومر برای حفظ سلول سالم و مولد بسیار مهم است.

دیگر محققان در مورد مزایای CRISPR-GO دلایل بسیاری بیان می‌کنند. (GO  مخفف “genome organization” به معنای سازمان ژنوم است)  این تکنیک روش جدیدی برای تغییر سازمان ژنوم معرفی می‌کند که می تواند راه را برای درک بهتر فعالیت‌های هسته هموار می‌کند و احتمالا منجر به کنترل دقیق تر عملکرد DNA  و فعالیت ژن‌ها برای آهسته‌ کردن روند پیری یا جلوگیری از بیماری‌ها میشود .