شناسایی حلقه ی مفقوده ی ارتباط تغییر در DNA با ابتلا به بیماری

17نوامبر 2016- گروهی از محققان  موسسه Babrahamدر دانشگاه کمبریج ارتباطات پنهان در ژنوم ما که به ابتلا افراد به بیماری های شایع کمک می نماید را کشف کردند. محققان حلقه ی مفقوده ی ارتباط تغییرات در DNAرا با بیماریها شناسایی کردند. با استفاده از یک روش پیشگام که در موسسه Babrahamابداع گردید، ارتباط تغییرات بسیار کوچک در توالی DNA، با خطر ابتلا به بیماریها مشخص شد. کشف این ارتباطات به طراحی داروها و درمان های جدید در آینده برای طیف وسیعی از بیماری ها از جمله آرتریت روماتوئید و دیگر انواع بیماریهای خود ایمنی کمک خواهد کرد.

مقایسه ی توالی ژنوم صدها هزار نفر از بیماران با افراد سالم، تغییرات تک بازی بیشتری را در توالی DNAافراد مبتلا به بیماری های خاص آشکار نمود. در اغلب موارد، این تغییرات مرتبط با بیماری، در بخش های بزرگی از DNAی واقع در بین ژنها رخ می دهد، که به عنوان junk DNA  شناخته می شوند. این واقعیت که تغییرات درون یا در نزدیکی ژنها نیست، درک اینکه چگونه این تغییرات می توانند منجر به بیماری شوند را به یک چالش تبدیل کرده است. در حال حاضر، در گزارش منتشر شده مجله Cell، دانشمندان با استفاده از روش the Promoter Capture Hi-Cدر این تحقیق توانستند تکه های گم شده در تعاملات نموداری بین ژنها و توالیهای دور بر روی رشته ی DNAرا تکمیل نمایند.

در روش Promoter Capture Hi-C، بخش هایی از ژنوم که از لحاظ فیزیکی در تماس با ژنها بوده و در تنظیم ژنها نقش دارند، شناسایی شد. رشته ی طولانی DNA  به شدت در داخل سلول بر روی خود پیچ خورده و متراکم شده است، این تاخوردگی سبب شده است مناطق بسیار دور از هم در رشته ی DNAدر تماس مستقیم با یکدیگر قرار گیرند.

دکتر پیتر فریزر نویسنده ی اول این مقاله، توضیح داد: با شناسایی اینکه چه بخش هایی از ژنوم با چه ژنهایی در ارتباط هستند، ما صدها هزار منطقه که  در روشن و خاموش کردن ژنها نقش دارند را شناسایی نمودیم. برای مثال ممکن است تغییرات کوچکی در توالی DNAی این مناطق نظارتی دیستال(دور) در کنترل نرمال ژن تداخل ایجاد کرده و منجر به ابتلا به یک بیماری خاص شود. قدرت این رویکرد اینست که به ما اجازه می دهد تا بتوانیم تغییرات بسیار کوچک در ژنوم را که تاثیر زیادی بر سلامتی ما می گذارند را از نظر بیولوژیکی شناسایی و معنا کنیم.

با نقشه برداری از ژنوم مناطقی که با ژن ها در 17 نوع مختلف سلول های خونی در ارتباط هستند، محققان توانستند اطلسی از ارتباط بین ژن ها و این مناطق دور افتاده که ژنها را در هر نوع سلول  تنظیم می کنند، تدوین نمایند. سپس آنها این اطلاعات را با تغییرات شناخته شده در DNAی این مناطق که به بیماری‌های خاصی مرتبط هستند، مقایسه نمودند. این کار به آنها اجازه داد ژنهایی را که توسط این تغییرات در DNA  تحت تاثیر قرار می گیرند، را شناسایی کرده و نقش آنها را در ابتلا به این بیماریها مشخص نمایند.

انواع سلول های خونی مختلف از نمونه های خون اهدا شده توسط داوطلبان سالم از NIHR Cambridge BioResourceیا با کشت سلولهای بنیادی خون در آزمایشگاه دکتر Frontini، رهبر تیم اپی ژنوم سلول های خونی در گروه هماتولوژی دانشگاه کمبریج به دست آمد.

پروفسور جان تاد، گفت: این نتایج یک جهش بزرگ در فهم منشا سلولی و ارثی بیماری های شایع و اطلاع از چگونگی عملکرد ژنوم انسان است.

این تیم هزاران ژن جدید مرتبط با بیماری های خاص، از جمله بیماریهای خودایمنی مانند آرتریت روماتوئید، دیابت نوع 1 و بیماری کرون که در حال حاضر پیشگیری و درمان آنها دشوار یا غیر ممکن است را شناسایی نمود. این دانش می تواند به ابداع و طراحی داروهای جدید برای هدف قرار دادن این ژنها و یا استفاده از مواد دارویی موجود برای درمان بیماریهای دیگر کمک کند.

دکتر Spivakov، رهبر گروه برنامه ی تحقیقات دینامیک هسته ای در موسسه Babrahamو نویسنده ارشد این مقاله، گفت: نقشه برداری از تعاملات نظارتی ژنوم، حلقه ی مفقوده ی بین یک تغییر ژنتیکی در یک بخش از ژنوم با ژنی که در نهایت تحت تاثیر قرار می گیرد، بود. در حالی که نتایج در حال حاضر امیدوار کننده به نظر می رسند، اما به سال ها کار و آزمایشات فشرده  برای دستیابی به درمان های جدید به عنوان یک نتیجه از این تحقیقات بنیادی، نیاز دارد.

منبع:

http://www.medicalnewstoday.com/releases/314203.php