الدور الجديد لحارس الجينوم

أظهر علماء من معهد وايزمان أن الجين p53 يمنع الخلايا من أن تصبح خبيثة، ليس فقط عن طريق منع تراكم عيوب الحمض النووي، ولكن أيضًا عن طريق التحكم في الأوامر اللاجينية

إذا كانت هناك حالة "نجوم" في أبحاث السرطان، فإن هذا الجين هو نجم خارق. ظهر على أغلفة المجلات وفاز بألقاب مثل "جزيء العام" و"حارس الجينوم". اكتسب الجين - واسمه p53 - هذه المكانة الخاصة لأنه يثبط الأورام، كما أن الاضطرابات في نشاطه متورطة، بطريقة أو بأخرى، في جميع أنواع السرطان تقريبًا. لقد تم بالفعل تخصيص عشرات الآلاف من الدراسات لها، ولا يزال الباحثون يبذلون الكثير من الجهد من أجل معرفة كيفية عملها بالضبط.

في الدراسة أننشرت مؤخرا في المجلة العلمية الجينات والتنمية علماء معهد وايزمان "يلقون" الجين النجمي في دور جديد: أظهر العلماء أن p53 يمنع الخلايا من أن تصبح خبيثة، ليس فقط عن طريق منع تراكم عيوب الحمض النووي وحماية الجينوم بطرق أخرى، ولكن أيضًا عن طريق التحكم في الأوامر اللاجينية، التي تحدد كيف سيعمل الجينوم.

تحتوي جميع خلايا الجسم البشري على نفس الجينوم تمامًا، ولكن من خلال التغيرات الكيميائية في الحمض النووي وبروتينات التغليف الخاصة بالحمض النووي، تحدد الأوامر اللاجينية الجينات التي سيتم التعبير عنها وأيها سيتم إسكاتها في كل خلية. في السنوات الأخيرة، اكتشف العلماء أن الأخطاء في الجينوم نفسه، وليس فقط الأخطاء في الأوامر اللاجينية، يمكن أن تجعل الخلايا سرطانية، وتبدأ في التكاثر دون قيود.

وفي الدراسة الجديدة، شاركت باحثة ما بعد الدكتوراه الدكتورة أيالا توبي، من قسم البيولوجيا الجزيئية للخلية، وأعضاء آخرون من مجموعة البروفيسور. موشيه أورينلأن البروتين المشفر بواسطة p53 ينظم ارتباط العلامات الكيميائية التي تسمى مجموعات الميثيل - وهي إحدى أهم الآليات اللاجينية - بالحمض النووي. تتحكم هذه العلامات في التعبير الجيني: فهي تعمل على إسكات الجين الذي لا يكون تعبيره مرغوبًا في خلية معينة.

وأجرى الباحثون تجارب على الخلايا الجذعية المأخوذة من أجنة الفئران، واكتشفوا أن p53 ينظم كمية الإنزيمات التي تربط علامات الميثيل بالحمض النووي، أو تزيل هذه العلامات. يقول البروفيسور أورين: "تقوم الإنزيمات باستمرار بربط العلامات اللاجينية وإزالتها، كما لو كانت تكتب وتمحو نصًا على السبورة". "وجدنا أنه بدون p53، اختل التوازن بين "الكتابة" و"المحو". تم ربط عدد كبير جدًا من علامات الميثيل بالحمض النووي، لذلك حدث خطأ في التعليمات اللاجينية."

تقوم الإنزيمات باستمرار بربط العلامات اللاجينية وإزالتها، كما لو كانت تكتب وتمسح نصًا على السبورة. بدون p53، اختل التوازن بين "الكتابة" و"المحو".

أثر عدم التوازن في العلامات اللاجينية على التعبير عن العديد من الجينات. ونتيجة لذلك، لم تعمل الخلايا بشكل صحيح، ولم تستجب للرسائل الواردة من البيئة بطريقة منظمة. يقول الدكتور توبي: "كشف بحثنا أن p53 هو حارس البوابة ليس فقط للجينوم، ولكن أيضًا للجينوم".

قد تعزز هذه النتائج تطوير علاجات تستهدف العيوب اللاجينية المرتبطة بالسرطان، كعلاج مستقل أو كعلاج من شأنه تحسين فعالية الأدوية الموجودة. علاوة على ذلك، فإن الخلايا السرطانية "تختبئ" من الجهاز المناعي، من بين أمور أخرى عن طريق تغيير ملفها اللاجيني. ولذلك، فإن الفهم الأفضل والأكثر تعمقًا للعلاقة بين الجينوم وقدرة الجهاز المناعي على العمل ضد الخلايا السرطانية قد يساعد العلماء، في المستقبل، على إعطاء أداة مهمة لآليات المناعة في الجسم - إمكانية تدميرها. الأورام.

كما ضمت المجموعة البحثية البروفيسور. حالة محملةوالدكتور آدم سبيرو والدكتور زوهار شيبوني من قسم علوم الحاسوب والرياضيات التطبيقية؛ د. ياعيل إيلون ونوعا بيرات من قسم البيولوجيا الجزيئية للخلية؛ والدكتورة إيلينا أينبيندر من قسم البنى التحتية لأبحاث علوم الحياة؛ والبروفيسور ميشيل بيرتون، والدكتور راين مكارثي، والدكتورة كندرا ألتون من مركز إم دي أندرسون للسرطان بجامعة تكساس.