الدكتور أوفير حكيم من كلية علوم الحياة في جامعة بار إيلان ينقل التركيز من الطفرات إلى آليات التحكم التي تتحكم في الجينات المسببة للمرض. ويكمن السر في طريقة طي حلزون الحمض النووي داخل خلايانا، كما يشارك في الدراسة باحثون من الجامعة العبرية وجامعة القدس.
تقدم الأبحاث التي أجريت في جامعة بار إيلان طريقة مبتكرة للنظر إلى الأمراض، بما في ذلك السرطان، التي تسببها الاضطرابات الوراثية. ومن المعروف منذ عقود أن السرطان ينجم عن طفرات، أي اختلالات في الشفرة الوراثية، تتسبب في تطور الخلايا وانقسامها ليس وفق "الخطة" الوراثية الصحيحة، لكن من غير الواضح كيف تتغير تلك الخطة. يركز النهج السائد في أبحاث السرطان على توصيف الجينات المشتركة بين الأشخاص الذين يعانون من نفس المرض. وقد أدت هذه الأساليب إلى رؤية محدودة نسبيًا، نظرًا لأن أحد الجينات قد يكون نشطًا في عدة أنواع من السرطان، ولكن يتم التحكم فيه بطرق مختلفة. في مختبر الدكتور أوفير حكيم في كلية علوم الحياة في جامعة بار إيلان، بدلاً من النظر إلى المنتج النهائي - البرنامج الجيني - قرروا التحقق من الآلية التي أدت إلى ظهوره.
من المعروف منذ حوالي 53 عامًا أن الطفرات في الجين p60 مسؤولة عن أنواع مختلفة من السرطان. وتشير الأبحاث التي أجريت في مختبر الدكتور حكيم إلى قدرة الجين p53 على إحداث الأضرار المختلفة التي يسببها في التعبير الجيني لدى مرضى السرطان حتى في نسخته الطبيعية، دون حدوث طفرات.
لا مزيد من الحمض النووي غير المرغوب فيه
لفهم جوهر البحث، يجب أن نتذكر أن 2% فقط من المادة الوراثية للحمض النووي لدى البشر هي جينات ترمز للبروتينات التي سيتم التعبير عنها في خلايا الكائن الحي. أما نسبة الـ 98% المتبقية فكانت تعتبر "حمضًا نوويًا خردة" حتى سنوات قليلة مضت، لكن من المعروف اليوم أن هذه المناطق من الحمض النووي تلعب دورًا أساسيًا لأنها تحتوي على تسلسلات تتحكم في تعبير الجينات. وعادة ما تكون مواقع التحكم بعيدة عن الجينات المسؤولة عنها، مما يجعل من الصعب على الباحثين معرفة الموقع الذي يؤثر على هذا الجين أو ذاك. من الخصائص الأخرى للحمض النووي ذات الصلة بالبحث الحالي أنه جزيء طويل جدًا - في كل خلية من خلايا جسمنا، يتم طي حلزون الحمض النووي بطول 2 متر! إن طي الحمض النووي يسمح له بالتواجد داخل الخلية، ولكنه ليس طيًا عشوائيًا. في كل نوع من الخلايا، يكون الحمض النووي مطويًا بشكل فريد، بحيث تقترب مناطق تحكم معينة من جينات معينة وتتحكم في تعبيرها. وبهذه الطريقة، تبدو خلية الجلد وتعمل بشكل مختلف عن خلية الدم، حتى عندما يتعلق الأمر بالخلايا التي لها نفس الحمل الجيني تمامًا في نفس الشخص.
يتضمن البحث الذي أجراه الدكتور حكيم وشركاؤه، والذي نُشر في المجلة العلمية Communications Biology from Nature، دمج طرق فريدة لتحديد تسلسلات التحكم النشطة وقياس طي الحمض النووي في الفضاء النووي. يوضح الدكتور حكيم: "لقد اكتشفنا أن p53 يغير ارتباطه للتحكم في التسلسلات الموجودة على مقربة مكانية من الجينات التي يتغير تعبيرها أثناء التحول السرطاني". "عادة، يتم تحديد علامات توصيف وعلاج السرطان من خلال البحث عن الطفرات أو التغيرات في التعبير عن الجينات المهمة. אף ש-p53 הוא אולי הפקטור הנחקר ביותר בסרטן, כי הוא עובר מוטציות ביותר מ-50 אחוזים ממקרי הסרטן, אנו חידשנו בכך במקום למדוד את התוצר הסופי, כלומר שינוי בביטוי, בדקנו את תהליך הבקרה באמצעות שילוב של מספר כלים מולקולריים וחישוביים מתקדמים שפיתחנו בבר -ايلان. أحد الابتكارات في بحثنا هو أن الجين p53 يعطل البرنامج الجيني دون تحور أو تغيير أي شيء على مستواه في الخلية، لذلك نجا أسلوب العمل هذا من الدراسات السابقة.
النهج الذي قدمناه، نتيجة العمل المشترك للدكتور ميشال شوارتز وأفيتال سيروسي-بورتوجاز، يمكن تطبيقه بسهولة نسبية على أي نوع من الخلايا ويفتح طريقة لتحديد آليات تطور الأمراض وطرق علاجها. "
شركاء البحث هم باحثون من الجامعة العبرية، وجامعة القدس في السلطة الفلسطينية، والذين يوجد معهم تعاون بحثي مستمر وناجح.
والجزء الآخر الذي يشغل الباحثين في مختبر الدكتور حكيم هو النباتات. يستخدم الباحثون تقنيات لرسم خريطة لطي الحمض النووي وتحديد مواقع التحكم فيه لفهم السمات الوراثية التي تمنح النباتات مقاومة لظروف الإجهاد. ولهذا البحث أهمية كبيرة لأنه في ظل تغير المناخ وتقليص المساحات الزراعية من النوع الذي نعرفه، هناك حاجة ملحة لزراعة أصناف مقاومة من النباتات لإطعام سكان العالم الذين يتزايد عددهم بسرعة.
