جهش‌هایی که منجر به بروز سرطان می‌شوند، “اسکار”های خاصی تحت عنوان امضای جهشی یا ژنتیکی روی ژنوم به جا می‌گذارند. در اصل، این اسکارها امکان نمایش نوع سرطان و پیشرفت آن را فراهم می‌کنند؛ اما محیط شلوغ ژنوم سرطان، تشخیص چنین ارتباطاتی را با دشواری مواجه می‌کند. محققان CeMM و مؤسسه‌ی Wellcome Trust Sanger، با استفاده از تکنولوژی CRISPR-Cas9، توانسته‌اند برای اولین بار نشان دهند تغییرات ژنتیکی خاصی منجر به امضاهای جهشی پیش‌بینی‌شده در سرطان‌های انسانی می‌شوند.
زمانی که یک سلول به تومور تبدیل می‌شود، در واقع اشتباهی فجیع رخ داده است: رشد غیرقابل کنترل، تهاجم به بافت‌های اطراف و در نهایت متاستاز، پیامدهای چندین جهش متوالی در DNA می‌باشند. تجمع ماده‌ی ژنتیک تخریب‌شده اغلب ناشی از مواجهه با عوامل محیطی خاص، فعالیت‌های آنزیمی و نقص در همانندسازی یا مکانیسم‌های ترمیم DNA است. هر یک از این عوامل، الگوی آسیب DNA خاص خود را دارند که امضای جهشی نامیده می‌شود. در حالت نظری، پرده برداری از این امضاها می‌تواند به ردیابی علت اولیه‌ی یک تومور، ثبت ویژگی‌های خاص آن و نهایتاً پیدا کردن استراتژی درمانی آن کمک کند.
اگرچه با توجه به میزان بالای جهش‌هایی که در ژنوم یک بیمار طی زندگی ایجاد می‌شوند، سیستمی شلوغ و غیرقابل کنترل ایجاد می‌گردد که خواندن امضاهای جهشی در نمونه‌های توموری را با مشکل مواجه می‌کند. طوری که حتی بهترین منابع اطلاعات کلینیکی نیز در بهترین حالت تنها ارتباطات و پیوستگی‌ها را می‌توانند نشان دهند. از این رو گروه Joanna Loizou، محقق مرکز تحقیقات پزشکی مولکولی CeMM از آکادمی علوم اتریش، با همکاری محققان مؤسسه‌ی Wellcome Trust Sanger، جهت اعتباربخشی به مفهوم امضاهای جهشی در کشت سلولی، یک ست‌آپِ آزمایشگاهی ایجاد کرده‌اند.
مقاله‌ی مرتبط: آیا این تست خون جدید می‌تواند به تشخیص تومور‌های سرطانی کمک کند؟
طی این مطالعه، محققان در رده‌های خاصی از سلول‌های انسانی که برای ویرایش ژنی بهینه هستند، با استفاده از تکنولوژی CRISPR-Cas9، ۹ ژن مختلف ترمیم DNA را _یک ژن در هر رده‌ی سلولی_ تخریب کردند. سپس یک سلول از هر یک از ۹ آزمایش مذکور را کشت داده و امکان تکثیر آن‌ها را به مدت یک ماه فراهم کردند. سرانجام دانشمندان تمامی جهش‌هایی را که طی این مدت در رده‌ی سلولی حاصل از سلول اجدادی ایجاد شده بود، آنالیز کردند. همانطور که ذکر شد، این سلول اجدادی فاقد یک ژن ترمیم DNA خاص بود. آن‌ها با استفاده از روش‌های محاسباتی پیشرفته، توانستند اسکارهای ژنومی حاصل از ژن‌های مفقود را در سلول‌ها شناسایی کنند. این اسکارها همانند امضاهای جهشی یافته شده در سلول‌های سرطانی بود.
نتایج ما به امضاهای ژنتیکی تمامی انواع جهش‌ها اعتبار می‌بخشد. در واقع، این مفهوم نظری برای اولین بار در یک ست‌آپِ آزمایشگاهی فوق کنترل شده تأیید گردید. نقص یک ژن خاص تنها به یک امضای ژنتیکی محدود نمی‌شود. ما متوجه شدیم برخی نقص‌ها در ژن‌های ترمیم DNA، چندین امضای ژنتیکی از رده‌های مختلف ایجاد می‌کنند.
Joanna Loizou
سلول‌های Hap1 که برای آسیب‌های مختلف DNA رنگ‌آمیزی شده‌اند: (زرد: آنتی‌بادی علیه ATM فسفریله، قرمز: آنتی‌بادی علیه ۵۳BP1؛ تنظیم‌کننده‌ی NHEJ، آبی: DAPI = DNA)
عکس این حالت نیز امکان‌پذیر است. چنان که ، Michel Owusu دانشجوی Ph.D. در آزمایشگاه Loizou و از نویسندگان مطالعه، توضیح می‌دهد:
یک امضای ژنتیکی الزاماً نشان از یک نقص ژنی خاص نیست؛ این امضا می‌تواند در نتیجه‌ی اختلال عملکرد یک ژن دیگر مرتبط با همان مکانیسم ترمیم DNA ایجاد شود.
