كيف يساعد جين واحد يسبب مرضًا نادرًا في فهم الأمراض المعقدة مثل السرطان

الدكتورة أييليت إيرز من قسم المراقبة البيولوجية في معهد وايزمان: "إذا وجدنا، على وجه التحديد، ما هو الخطأ في الطفل المريض، فيمكننا إجراء "تكبير"، وتقريب العدسة للتركيز فقط على الطفل المريض". الجين، وفهم وظيفته الفريدة، بشكل منفصل عن التغيرات العديدة الأخرى المرتبطة بالسرطان.

تنجم العديد من أمراض الطفولة النادرة عن طفرة في جين واحد، ولكن عندما يكون الجين نفسه متورطًا أيضًا في الإصابة بالسرطان، فقد يكون دوره غامضًا، لأن أمراض السرطان تنطوي على عدد لا بأس به من الطفرات. تقول الدكتورة أييليت إيرز من قسم المراقبة البيولوجية في معهد وايزمان للعلوم: "المرض الناجم عن طفرة في جين واحد، يمكن أن يكون بمثابة "عدسة الكاميرا" بالنسبة لنا". إذا وجدنا، على وجه التحديد، ما هو الخطأ في الطفل المريض، فيمكننا إجراء "تكبير"، وتقريب العدسة للتركيز فقط على الجين المعطل، وفهم دوره الفريد، بصرف النظر عن التغييرات العديدة الأخرى المرتبطة بالمرض. سرطان."

قام الدكتور إيرز، طبيب الوراثة المشارك في البحث، بفحص الأطفال الذين يعانون من مرض سيترولين الدم، وهو مرض ناتج عن خلل في دورة حمض البوليك في الكبد. في هؤلاء الأطفال، يكون بروتين ASS1، وهو جزء من دورة التمثيل الغذائي التي تساعد الجسم على معالجة النيتروجين، غير نشط، ولهذا السبب، يتم إنشاء تراكم سام للأمونيا في الجسم - وهو أمر يمكن أن يسبب الوفاة.

على الرغم من الأهمية الكبيرة لجين ASS1 لحياة صحية، إلا أنه في العديد من أنواع السرطان، تمنع الخلايا السرطانية التعبير عنه. لماذا يفعلون ذلك؟ هذا هو بالضبط السؤال الذي طرحته الدكتورة إيرز وأعضاء مجموعتها البحثية بقيادة طالبة البحث شيران رابينوفيتش. لقد أرادوا معرفة ما إذا كانت الخلية السرطانية تسكت ASS1 ليس بسبب البروتين الذي ترمز له، ولكن بسبب المادة التي تستخدمها. قام العلماء بفحص البيانات من مرضى السيترولين في الدم، ورسموا خريطة للمسار الأيضي لـ ASS1. وهكذا لاحظوا أن ASS1 يستخدم حمضًا أمينيًا يسمى الأسبارتات، وهو ضروري أيضًا لإنتاج الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). في الواقع، في مرضى السيترولين في الدم الذين انخفض نشاط ASS1 لديهم، تم العثور على مستويات متزايدة من وحدات بناء معينة من الحمض النووي، والتي يكون الأسبارتات ضروريًا لها.

يسلط هذا الاكتشاف الضوء على اللغز: تحتاج الخلايا السرطانية إلى إنتاج كميات كبيرة من المادة الوراثية لمواصلة الانقسام، وبالتالي فإن إسكات ASS1 يمكن أن يكون وسيلة للقضاء على "المنافسة" على هذا الحمض الأميني، وبالتالي إطلاق الأسبارتات الضروري لنمو الخلايا السرطانية. انقسام الخلايا السرطانية وتكاثرها. بالإضافة إلى ذلك، تعلم العلماء أن منع وصول الأسبارتات إلى المكان الذي يستخدم فيه لتجميع الأحماض النووية، يؤدي إلى تثبيط السرطان. ونشرت هذه النتائج في مجلة الطبيعة العلمية.

أعضاء مجموعة الدكتور إيرز الذين شاركوا في الدراسة: د. ليتل أدلر، د. ألونا سيربر، د. ألون زيلبرمان وشاني أغرون؛ كما شارك في المؤتمر الدكتور كيرين اسحق والبروفيسور إيتان روبين من جامعة تل أبيب. والدكتور تشين سون والدكتور سانديش نجماني من كلية بايلور للطب في هيوستن، تكساس؛ الدكتور إيغور أوليتسكي من قسم المراقبة البيولوجية، والدكتور شالو إيتزكوفيتس من قسم البيولوجيا الجزيئية للخلية في معهد وايزمان للعلوم.