عند تلف نظام إنتاج البروتين بسبب الإصابة بفيروس بحث تحت رعاية كرسي لويز وناحوم بيرج لعلم الوراثة الجزيئية للسرطان في جامعة تل أبيب، يتم منح درجة الدكتوراه الفخرية من جامعة تل أبيب للبروفيسور إريك س. لاندر، رواد البحث النظري والتجريبي في علم الوراثة الجزيئية
بقلم: استير كوزلوفسكي
جامعة تل أبيب تنشئ كرسياً لعلم الوراثة الجزيئية للسرطان
للويز وناحوم بيرج. البروفيسور غابرييل كوفمان من كلية العلوم
حياة جورج س. تم تعيين الحكيم رئيسا للقسم.
السرطان بكل متلازماته هو مرض عدم الاستقرار الوراثي
الذي يتسارع. تظهر الدراسات الأساسية والسريرية أن سلسلة من
التغيرات الجينية هي التي تحول الخلية السليمة إلى خلية سرطانية. في الغالب
وتشمل الحالات كسر ستة حواجز مختلفة.
كل من التغيرات السرطانية تنشأ من طفرة، أي تغير كيميائي
الذي تم تجنيسه عن طريق الحمض النووي. إن حدوث طفرة في جين معين هو حدث نادر في حياة الخلية
لسلسلة من ستة أحداث من هذا القبيل في خلية واحدة وذريتها. الفرصة التي جلست
عادةً ما يحدث مثل هذا التسلسل من الأحداث خلال فترة حياة تميل إلى الصفر. مع ذلك
السرطان شائع.
والسبب يكمن في حاجز آخر يؤدي اختراقه في الخلية السرطانية إلى زعزعة استقرارها
الجينوم. لفهم ذلك، يجب على المرء أن يعرف كيف يتم الحفاظ على الاستقرار
الجينوم في الخلية السليمة. تحتوي الخلية على إجراءات مراقبة الجودة التي تكتشف العيوب
في الحمض النووي وتصحيحها، أو منع ظهورها.
تعتمد مراقبة جودة الحمض النووي على عدد كبير من العوامل، ويمكن لكل منها القيام بذلك
أن يتأثر بالطفرة نفسها. وفي هذه الحالة سيزداد معدل الطفرات في الخلية
سيؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة احتمالية ظهور التغيرات السرطانية. الأمراض
بعض الوراثة، تتميز بالميل إلى التطور المبكر
الأورام الخبيثة، التي تنطوي على ضرر خلقي لأحد عوامل مراقبة الجودة
الحمض النووي.
هناك مجالان للبحث في مختبر البروفيسور كوفمان يتعلقان باستقرار الجينوم.
يتعلق أحدهما بالجوانب الأساسية المختلفة لتكاثر الحمض النووي، والآخر يتعلق بالجوانب الأساسية المختلفة لتكاثر الحمض النووي
ذات صلة ب خطة الانتحار الخلوية .
تمت دراسة آلية النسخ سابقًا بشكل رئيسي في الأنظمة البكتيرية. البروفيسور
شارك كوفمان وفريقه في دراسات لاحقة أكثر تمثيلاً
دقة المشهد في الخلية البشرية.
البلمرة المتزامنة (تكوين تسلسل بوليمر) لخيطي الحلزون المزدوج
DNA هي عملية معقدة للغاية. الطبيعة غير المتماثلة للحمض النووي
يملي البلمرة المستمرة لأحد الخيوط والبلمرة المجزأة للآخر.
تم تطوير النموذج بناءً على دراسات أجريت على الأنظمة البكتيرية، وفي مختبر البروفيسور .
كوفمان، تم إجراء تغييرات على النموذج ليناسب خلايا الأجهزة العليا مشمار
الخباز للرجل. وفقا للنموذج الجديد، الأقسام الفردية من
أحد الخيوط نفسها من شرائح أصغر. تم قبول هذا النموذج جزئيًا
من قبل الباحثين في هذا المجال والجزء الآخر لا يزال يشكل تحديا في البحث
حاضِر.
اعتمد النموذج المقترح على اكتشاف منتج وسيط في تركيب السلسلة
الحمض النووي، وهو منتج يميز بين تكرار الحمض النووي الأعلى والبكتيريا.
أدى هذا الاكتشاف أيضًا إلى تحديد أن هذه العملية لا تعتمد على إنزيم من بالمر
DNA واحد ولكن سواء على اثنين أو ثلاثة.
لغرض دراسة النموذج المقترح، تم تطوير طريقة لالتقاط مكونات البروتين
لنظام النسخ عندما تتفاعل مع منتجات الحمض النووي الفريدة الخاصة بها.
ومن بين أمور أخرى، تعلموا من نتائج هذه التجارب التمييز بين الإستراتيجية
تم استخدام تكرار الخلية وفيروس الحمض النووي السرطاني SV40 كنموذج
رئيسي لتكرار الحمض النووي في الثدييات والكائنات الحية الأخرى التي لها نواة الخلية
(حقيقيات النواة)؛ وذلك بسبب محتواه الجيني المحدود الذي يصنعه
يعتمد بشكل شبه كامل على مكونات نظام النسخ الخلوي وأيضاً لأنه سهل
استعادة النسخ المتماثل في المختبر. ثانيا، تكاثر الفيروس لا يخضع للسيطرة
الجودة الصارمة التي يطيعها نظام النسخ الخلوي وهذا الاختلاف يجعل ذلك ممكنًا
التمييز بين عوامل التكاثر الأساسية المشتركة بين الفيروس والخلية
العوامل التي تميز الجهاز الخلوي وتتعلق بضبط الجودة.
أما الموضوع الآخر الذي تم بحثه في مختبر البروفيسور كوفمان فهو مرتبط بشكل غير مباشر
لخطة الانتحار الخلوية. ترتبط هذه الآلية عادة بالمخلوقات
متعدد الخلايا، ومع ذلك، طبقًا لمقولة عصره، كيمياء البكتيريا. مثلا،
قد تضحي الخلايا الفردية في المجموعة البكتيرية بنفسها عندما تقوم بذلك
المصابين بالفيروس، وذلك لمنع انتشار الفيروس بين السكان.
اكتشف البروفيسور كوفمان مثل هذا السلوك الغريب في الخلايا البكتيرية. عندما انت
تصاب هذه البكتيريا بفيروس وتؤدي إلى إتلاف نظام إنتاج البروتين
لهم. وبهذه الطريقة قد يمنعون ثقافة الفيروس وبالتالي ينقذون
تفاصيل أخرى في عدد السكان. لكن الفيروس تكيف مع نفسه القدرة
لإصلاح المكون البكتيري التالف والاستفادة منه في النهاية لتلبية احتياجاته.
قادت الصدفة هذا البحث إلى اتجاه غير متوقع. اتضح أن هذا عامل
الانتحار البكتيري يصيب مكونا مماثلا للمكون الذي يحتاجه فيروس الإيدز
بغرض تكرارها. هذه الحقائق شجعت الباحثين على التحقيق في هذا الاحتمال
تطوير تدابير مكافحة الإيدز على أساس هذا المبدأ.
حصل البروفيسور كوفمان على درجة الدكتوراه في الكيمياء الحيوية من معهد وايزمان للعلوم.
كان باحثًا كبيرًا في قسم الكيمياء الحيوية في معهد وايزمان للعلوم وفي عام 1983
التحق بكلية قسم الكيمياء الحيوية في جامعة تل أبيب وترأسها
بين الأعوام 1994 – 1997 في جانب التدريب ما بعد الدكتوراه بالمدرسة
للحصول على الطب في جامعة هارفارد، مكث كجزء من سنوات التفرغ في المعاهد
المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
دكتور ناحوم بيرج (الأحرف الأولى بن رافنو غيرشوم ماور غولا) سمي باسمه
واسم زوجته لويز كرويا الكرسي ولد في تشيسيناو عام 1911 وبدأ
درس الطب في جامعة تولوز وأكمله في باريس عام 1934
في الحرب العالمية الثانية عمل كطبيب في حركة المقاومة الفرنسية
"مقاومة". عمل في العديد من مجالات الطب. وبعد تقاعده عام 1976 عمل
في نشاط تطوعي واسع في مجالات الطب والتدريس المستمر
في أخلاقيات البيولوجيا الطبية. لكل هذا حصل على وسام جوقة الشرف الفرنسي
وبشارة ضابط من وسام جوقة الشرف الفرنسي. نشر أكثر من مائة مقالة
علمي.
مُنحت درجة الدكتوراه الفخرية من جامعة تل أبيب للبروفيسور د.
إريك س. لاندر، رواد البحث النظري والتجريبي في علم الوراثة
البحوث الجزيئية والجينومية
البروفيسور إريك س. لاندر، أحد رواد البحث النظري والتجريبي
في علم الوراثة الجزيئية ورسم الخرائط وتحديد تسلسل الجينوم، سيتم منح درجة علمية
دكتوراه فخرية من جامعة تل أبيب. سيتم منح اللقب له
ضمن اجتماع مجلس أمناء الجامعة.
وسيلقي البروفيسور لاندر محاضرة علمية كضيف على معهد فاردا وشالوم يوران
لبحث الجينوم يوم الاثنين الموافق 22.5.2000/17/00 الساعة الخامسة مساءاً بكلية الطب
بحسب ساكلر، شليساك هول. موضوع المحاضرة: الجينات والجينوم.
يدير البروفيسور لاندر معهد وايتهيد في مركز معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لأبحاث الجينوم ويخدم فيه
أستاذ في قسم الأحياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومستشار في علم الوراثة الطبية في المنزل
مستشفى ماساتشوستس العام. من مواليد 1957، حصل على البكالوريوس
حصل على درجة الدكتوراه في الرياضيات من جامعة برينستون والدكتوراه في الرياضيات من الجامعة
أكسفورد، المملكة المتحدة عام 1981
وفي الأعوام 1981 - 1990 قام بتدريس دورات في الرياضيات في جامعة هارفارد،
الإحصاء والاقتصاد وتطوير دورات جديدة في عمليات التفاوض،
الذكاء الاصطناعي والأعمال التجارية القائمة على العلم. في ذلك الوقت درس
البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة داخل مختبرات الأبحاث في جامعة هارفارد و
معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وعمل أيضًا كعالم زائر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
تنوع المجالات التي تخصص فيها بدءاً من الرياضيات البحتة والرياضيات التطبيقية
وعلم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية، إلى جانب القدرة العلمية الهائلة
في مجال أبحاث الجينوم. وفي منتصف الثمانينات، انتقل من الانخراط في البحث الرياضي
نقي للبحث في علم الوراثة للصفات المعقدة وبدأ في قيادة البحث
النظري والعملي في المجال الجديد. فهم عميق لكيفية تجميع الميزة
التي تحددها أشكال بديلة من الجينات المتعددة سوف تصبح واحدة
الجوانب الرئيسية لعلم الأحياء في القرن الحادي والعشرين والبروفيسور لاندر هو
رائد في هذا المجال البحثي، وهو المجال الذي تطور إلى حد كبير بفضل عمله
النظرية والتجريبية.
وفي عام 1990 أسس معهد وايتهيد للأبحاث الطبية الحيوية ضمن مركز معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
لأبحاث الجينوم. أصبح المركز أحد المراكز الرئيسية للابتكار في علم الوراثة
الجزيئية وفي رسم الخرائط وتحديد تسلسل الجينوم.
قدم البروفيسور لاندر مساهمات كبيرة في أبحاث الجينوم. جنبا إلى جنب مع زملائه
تطوير الأدوات الرياضية والحسابية اللازمة لبناء الخرائط الجينومية.
من بين الأساليب الجديدة التي اخترعها لاندر هي خوارزمية لاندر-جرين
والذي يتيح بناء خرائط وراثية كثيفة وبرنامج MAPMAKER، وهو برنامج حاسوبي
المستخدمة في بناء مثل هذه الخرائط الجينية لكل من الإنسان والحيوان
محاكمة.
التطور الآخر له هو معادلة Lander-Waterman التي تصف المطابقة بين الخرائط
الفيزياء وخرائط الاستمرارية. خلقت هذه المعادلات وغيرها من التطورات
يتم استخدام متابعتهم الآن لتخطيط المشاريع الجينومية. لاندر وفريقه
والتي تضمنت طريقة رسم الخرائط الجينية التي تعتمد على ظاهرة
اختلال الارتباط، وهي طريقة تسمح برسم خرائط وراثية دقيقة
معظم.
كان البروفيسور لاندر شريكًا في الدراسات الجينية الأخرى التي تم إجراؤها
في المجتمعات البشرية التي تم العثور فيها على سلف، على سبيل المثال، مجموعة سكانية
فنلندا. تم استخدام التحليل الجيني لهؤلاء السكان لتحديد وعزل الجين
، أن الضرر الذي يلحق بها يسبب المرض. خلل التنسج الضخامي الجين لهذا المرض
يشفر البروتين الحامل المسؤول عن نقل جزيئات الكبريتات والكلوريد، وهو
وله عدة أشكال بديلة تسبب المرض بدرجات مختلفة من الشدة.
مواقع وراثية إضافية تم عزلها بفضل عمله النظري
والتجريبية ومن خلال الأدوات الجينومية المبتكرة التي طورها ومنها
الجينات في الفئران التي حدثت فيها الطفرات الجينية، ومن خلال التعرف عليها
كان من الممكن التعرف على عمليات النمو في الثدييات.
كما ساهم مركز أبحاث الجينوم في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في بناء الخرائط الجينية
وفيزياء الجينوم البشري. في تحديد ترتيب الحدائق على الخرائط
إلهة. في إعداد أول خريطة بشرية للاختلافات التسلسلية البسيطة (SNP)
); في بناء الخرائط الجينية والفيزيائية للفأر والخريطة الجينية لل
فأر. كما ساهم لاندر وزملاؤه في رسم أول خريطة وراثية للنبات
نبات الأرابيدوبسيس عام 1988 وسمكة تعرف باسم سمكة الحمار الوحشي
وفي عام 1992، أصبح هذان الكائنان نموذجين مركزيين للأبحاث الجينية الجزيئية.
كان لاندر رائدًا في تطوير الأدوات والأساليب لفهم الخصائص المعقدة. قام ببناء إطار رياضي احتمالي لرسم الخرائط الجينية لـ Quantitative Trait Loci QTL) ونهج رياضي يربط العلاقات البارامترية وغير البارامترية في شبكة واحدة موحدة، ونفذه في حزمة برامج GENEHUNTER. تُستخدم حزمة البرامج هذه لتحديد الجينات التي تسبب أمراضًا معقدة لدى البشر. استخدم مختبر لاندر ومختبرات أخرى هذه الأدوات في العديد من الدراسات، بما في ذلك مسح مواقع السمات الكمية (QTL) في الطماطم والذرة ورسم خريطة للجين المثبط للورم على الكروموسوم رقم. 4 في الماوس.
وأدى استمرار البحث إلى إعادة التفكير في الطريقة التي يتم بها تناول الأدوية
مضادات الالتهاب، وهي غير الستيرويدية، قد تؤثر على تطور الأورام الخبيثة. أجرى لاندر وزملاؤه التحليل الأول لمواقع السمات الكمية التي تؤثر على ارتفاع ضغط الدم، والسكري، ومرض السكري عند الأطفال، وسرطان الثدي، والربو، وغيرها من السمات المعقدة.
ومؤخراً، طور لاندر وزملاؤه تقنية جديدة لرسم الخرائط تسمى سلالات استبدال الكروموسوم. وفي هذا النهج، يتم إنشاء سلالة من الفئران حيث يكون كروموسوم واحد غير متجانس، وبالتالي خلق عدة سلالات مختلفة مع كروموسومها غير المتجانس. إن جمع هذه السلالات سيجعل من الممكن التعرف على الكروموسومات التي تؤثر على سمة معينة، وسيتم قريبا عرض هذه الخطوط على المجتمع العلمي.
