9فوریه 2023 - محققان کشف کردند که قطعات ژنی ریزی به نام "میکرواکسون ها(microexons)"در جزایر پانکراس - بافت هایی که حاوی سلول های بتا هستند که انسولین تولید می کنند – به وفور یافت می شوند. این یافته ها که در Nature Metabolism منتشر شده است، نشان می دهد که میکرواکسون ها ممکن است اهداف درمانی جدیدی برای درمان دیابت ایجاد کنند.

حاصل فرآیند کپی برداری از DNA در سلول ها تولید رونوشت‌های به نام mRNA است که شامل تکه‌های خاصی از مواد ژنتیکی به نام اگزون هستند که به عنوان کدها یا الگوهای سازنده پروتئین استفاده می‌شوند.با این حال، اخیراً توالی‌هایی از DNA کدکننده ی پروتئین کشف شده است که بسیار کوتاه‌تر از اگزون‌ها هستند و دانشمندان آنها را میکرواکسون‌ نامیده اند. این قطعات ژنی ریز برای میلیون‌ها سال در گونه‌های مختلف حفظ شده‌اند که این موضوع نشان‌دهنده عملکرد مهم آن‌ها است.

شواهد رو به رشد نشان می دهد که میکرواکسون ها نقش مهمی در رشد، سلامت و بیماری انسان دارند. در انسان، بیشتر میکرواکسون‌ها منحصراً در سلول‌های عصبی یافت می‌شوند، جایی که قطعات ژنی کوچک نقش های بزرگی ایفا می کنند از جمله رشد نورون‌های گیرنده نوری در شبکیه. مطالعات نشان داده است که تغییرات فعالیت میکرواکسون در مغزهای اوتیستیک رایج است.

اکنون محققان کشف کرده‌اند که نیمی از اگزون‌هایی که به طور خاص در mRNAهای جزایر پانکراس بطورغنی دیده می شوند، میکرواکسون‌ها هستند. تقریباً این میکرواکسون ها همگی در سلول‌های عصبی یافت می‌شوند که نشان می‌دهد سلول‌های جزایر پانکراس با قرض گرفتن مکانیسم‌های تنظیمی از سلول‌های عصبی تکامل یافته‌اند. از بیش از 100 میکرواکسون یافت شده در جزایر پانکراس، اکثریت آنها بر روی ژن های حیاتی برای ترشح انسولین یا مرتبط با خطر دیابت نوع 2 قرار داشتند. گنجاندن میکرواکسون در رونوشت‌های RNA توسط پروتئین SRRM3، کنترل می‌ گردد که به مولکول‌هایRNA  متصل می‌شود و توسط ژن SRRM3  کدگذاری می‌شود. سطوح بالای قند خون، هم با بیانSRRM  و هم با گنجاندن میکرواکسون‌ها در RNA، القا می شود که نشان دهنده ی نقش تنظیم اسپلایسینگ میکرواکسون ها در حفظ سطح قند خون است.

محققان با انجام آزمایش‌هایی با استفاده از سلول‌های بتای انسانی رشد یافته در آزمایشگاه و همچنین موش‌های فاقد ژنSRRM3 ، دریافتند که کاهش SRRM3 یا سرکوب تک میکرواکسون‌ها منجر به اختلال در ترشح انسولین در سلول‌های بتا می‌شود. در موش ها، تغییرات در اسپلایسینگ میکرواکسون شکل جزایر پانکراس را تغییر داده و در نهایت بر ترشح انسولین تأثیر می گذارد.

محققان با مطالعه داده‌های ژنتیکی ونسخه های RNA از افراد دیابتی و غیردیابتی دریافتند که واریانت های ژنتیکی مؤثر بر گنجاندن میکرواکسون‌ها با تغییرات در سطح قند خون ناشتا و خطر دیابت نوع 2 مرتبط هستند. همچنین مشخص شد که بیماران دیابت نوع 2 دارای سطوح پایین تری از میکرواکسون ها در جزایر پانکراس خود هستند. با توجه به سهم بالقوه آنها در زمینه ی ابتلا به دیابت نوع 2، محققان می گویند که میکرواکسون ها ممکن است اهداف درمانی ایده آلی برای درمان سلول های بتای ناکارآمد در دیابت نوع 2 باشند.

کمتر از 10 سال پس از اولین گزارش از وجود میکرواکسون ها، می بینیم که چگونه میکرواکسون ها عناصر کلیدی هستند که نحوه تعامل پروتئین ها با یکدیگر را در سلول ها با عملکردهایی که نیاز به درجه بالایی از تخصص دارند، مانند آزادسازی انتقال دهنده عصبی یا انسولین و انتقال نور، تغییر می دهند. دکتر مانوئل ایریمیا، یکی از نویسندگان این مقاله از مرکز تنظیم ژنومی در بیانیه ای توضیح داد: ما انتظار داریم جهش در میکرواکسون ها منجر به بیماری هایی شود که ما هنوز دلایل ژنتیکی آنها را درک نکرده ایم. ما شروع به جستجوی این جهش ها در بیماران مبتلا به اختلالات رشد عصبی و متابولیک و همچنین انواع رتینوپاتی ها کرده ایم تا بتوانیم مداخلات احتمالی را برای درمان آنها ابداع کنیم.

منبع:

https://www.scienceboard.net/index.aspx?sec=ser&sub=def&pag=dis&ItemID=5232