قام فريق من الباحثين الإسرائيليين برسم خريطة للطريقة التي يتم بها تمييز الحمض النووي في جميع خلايا الجسم البشري

تتضمن قاعدة البيانات أيضًا آلاف المؤشرات الحيوية الجديدة التي ستمكن من اكتشاف موت الخلايا وتشخيص مجموعة متنوعة من الأمراض في المراحل المبكرة في أهم أجهزة جسم الإنسان، من خلال فحص الدم.

وفي دراسة جديدة أجراها باحثون في الجامعة العبرية ومركز هداسا الطبي، تمكن الباحثون من رسم خريطة للطريقة التي يتم بها تمييز الحمض النووي في عشرات أنواع الخلايا في جسم الإنسان، بما في ذلك الجهاز المناعي، والدم، الجهاز التنفسي والقلب. النتائج التي نشرت اليوم في المجلة المرموقة الطبيعةوتحديد المناطق الجينومية المسؤولة عن إسكات الجينات وتنشيطها، وسيعمل على تعزيز الأساليب المبتكرة لتشخيص الأمراض المعقدة. تم إجراء البحث بالتعاون بين البروفيسور تومي كابلان من كلية الهندسة وعلوم الكمبيوتر، البروفيسور يوفال دور ود. يهوديت ماغنهايم من كلية الطب في الجامعة العبرية، طلاب الدكتوراه ناثانيال لوفر وأييليت بيرتس، وكذلك كما قام البروفيسور بن جلازر وأطباء آخرون من مركز هداسا الطبي، وبالتعاون مع شركة التكنولوجيا الحيوية الأمريكية Grail، المتخصصة في الكشف المبكر وتشخيص السرطان من خلال فحوصات الدم.

"جميع الخلايا في جسمنا تنشأ من خلية واحدة، وتحتوي جميعها على نفس تسلسل الحمض النووي، الذي يشفر تعليمات التشغيل لجميع أنواع الخلايا في الجسم، السليمة والمريضة"، يوضح البروفيسور دور. "ومع ذلك، فإن كل نوع من الخلايا يعرف كيفية تنشيط الجينات التي يحتاجها فقط ليعمل بشكل صحيح. بالفعل في الثمانينيات، في العمل الرائد للبروفيسور حاييم سيدر والبروفيسور الراحل أهارون رازين، أصبح من الواضح أن هذا التحكم يتم تحقيقه عن طريق المثيلة - الوسم الكيميائي للحمض النووي في مواقع محددة باستخدام مجموعة الميثيل (الكربون وثلاث ذرات هيدروجين) ) - الذي يُسكت الجينات التي ليس من المفترض أن تكون قيد الاستخدام ". ومع ذلك، فإن الآليات المسؤولة عن إسكات وتنشيط الجينات، بما في ذلك المناطق الجينومية التي تعتبر ضرورية لوظيفة وهوية كل نوع من الخلايا في جسم الإنسان، لم يتم فك شفرتها بالكامل بعد.

وباستخدام تقنية تسلسل الحمض النووي المتقدمة، حدد فريق الباحثين نموذج مثيلة الحمض النووي، أي المناطق التي أضيفت فيها مجموعة الميثيل، في عشرات أنواع الخلايا السليمة في جسم الإنسان. أتاحت هذه المعلومات للباحثين التعرف لأول مرة على آلاف تسلسلات الحمض النووي التي تتحكم في التعبير عن أهم الجينات في كل نوع من الخلايا. "ركزت الدراسات السابقة على الأنسجة الكاملة التي تتكون من عدة أنواع من الخلايا، بينما الآن، وبفضل كفاءة رسم الخرائط وتحليل جزيء الحمض النووي - يتكون الأطلس الجينومي الجديد من أنواع الخلايا الفردية. وقد سمح لنا ذلك بتحديد آلاف المناطق في الجينوم التي تتميز بشكل فريد في كل نوع من الخلايا. ويمكن استخدام هذه المناطق كمؤشرات حيوية جديدة، وبالتالي تقييم تكوين أنواع الخلايا في الأنسجة البيولوجية أو عينة الدم بمستوى غير مسبوق من الدقة".

ويوضح البروفيسور جليزر أن النتائج الجديدة ستجعل من الممكن تشخيص الأمراض باستخدام عينة دم بسيطة: "عندما تموت خلية في جسمنا، فإنها تطلق أجزاء من الحمض النووي تصل إلى مجرى الدم. يمكن للتكنولوجيا التي طورناها تحليل نمط المثيلة على أجزاء الحمض النووي (طريقة تسمى "الخزعة السائلة")، وبالتالي تحديد أنواع الخلايا التي أتت منها. هذه المعلومات تجعل من الممكن تقدير عدد الخلايا التي ماتت في الجسم وأيها في الساعات التي سبقت أخذ عينة الدم." وستتيح هذه التقنية في المستقبل تشخيص الأضرار التي لحقت بأنظمة مهمة في الجسم، بما في ذلك الجهاز التنفسي والقلب، فضلا عن التعرف المبكر على الأمراض المختلفة مثل الزهايمر والسرطان وأمراض الكبد وغيرها.

المقال العلمي

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• علاج جديد يقضي على الأورام السرطانية بمختلف أنواعها في كافة أنحاء الجسم
• نهج جديد لطب السرطان الشخصي: الاستماع إلى الرسائل الداخلية داخل الخلايا السرطانية
• في جلد جديد: تحويل كل خلية في الطريق إلى فهم مرض المناعة الذاتية النادر