عندما علق المطارد في حركة المرور

وافترض علماء المعهد أن موقع الجينات غير المشفرة قد يعلمنا عن وظيفتها. وأظهر العلماء أن الجين غير المشفر "تشيسر" ينظم الجين المشفر المجاور له والذي كان مرتبطا سابقا بالصرع والتوحد

مجرد معرفة المكان الذي يقضي فيه الشخص وقته يمكن أن يعلم الكثير عنه. استخدم الباحثون في معهد وايزمان للعلوم هذه الفكرة لدراسة جزء معين من الجينوم البشري - الجينات التي لا ترمز للبروتينات ولكن يتم نسخها إلى جزيئات تحكم، تسمى جزيئات الحمض النووي الريبي الطويلة غير المشفرة (lncRNA للاختصار). لا يُعرف سوى القليل جدًا عن دور هذه الآلاف من القطع المنتشرة في جميع أنحاء الجينوم البشري، لكن علماء المعهد افترضوا أن موقعها يمكن أن يوفر دليلًا: نظرًا لأن lncRNAs تميل إلى التواجد في مناطق الحمض النووي المشاركة في التحكم في إنتاج البروتين، فإن وافترض الباحثون أنهم يلعبون أيضًا دورًا يشرف على هذا المصنع.

وفي دراسة نشرت مؤخرا في المجلة العلمية Nature Communications، ركز الدكتور إيجور أوليتسكي وأعضاء مجموعته في قسم المكافحة البيولوجية على جين lncRNA، والذي أطلقوا عليه اسم Chaserr. وافترض الباحثون أن هذا الجين يلعب دورا مهما في الجينوم، حيث تم الحفاظ عليه خلال التطور من الأسماك إلى الإنسان. يقع المطارد في الجينوم بالقرب من بداية جين آخر - Chd2، الذي يشارك في السيطرة على إنتاج البروتين. سبق أن تم ربط الطفرات في Chd2 بالصرع والتوحد. ونظرًا للقرب الجسدي بين الجينين، افترض الباحثون أن تشيسر يشكل طبقة تحكم أخرى، بالإضافة إلى Chd2، التي تنظم، من بين أمور أخرى، العمليات الضرورية للوظيفة العصبية الطبيعية.

ومن أجل معرفة ما هي وظيفة تشيسر، قام الدكتور أوليتسكي وزملاؤه بتخليق فئران معدلة وراثيا بدون هذا الجين، واكتشفوا أنها تموت بعد وقت قصير من ولادتها أو لا تتطور بشكل صحيح - وهي حقيقة تشير إلى أن دور تشيسر في الجينوم هو ضروري بالفعل. أظهرت دراسات إضافية أنه بدون المطارد، يزداد التعبير عن Chd2 بشكل واضح. وبعبارة أخرى، يبدو أن تشيسر يثبط Chd2، ويتأكد من أن هذا الجين ينتج البروتين بمستويات كافية.

في بعض الأشخاص المصابين بالصرع والتوحد، تم تحديد نشاط غير كافٍ لجين Chd2. قد ينتج هذا البحث يومًا ما حلاً على شكل جزيء صغير يحجب المطارد، ويخفف قبضته على جين Chd2 ويعزز تعبيره إلى مستويات طبيعية.

وقد أظهرت دراسات إضافية أن المستويات العالية جدًا من البروتين الذي ينتجه Chd2 تسبب مشاكل في أجنة الفئران. يقول الدكتور أوليتسكي: «عندما يكون Chd2 مفرط النشاط، فإن الكميات الزائدة من البروتين الذي ينتجه ربما تسبب نوعًا من الازدحام المروري عند الوصلات بين الجينات، وبالتالي تعطيل إنتاج البروتينات في مئات الأماكن المختلفة في الجينوم». تشير هذه "الاختناقات المرورية" أيضًا إلى كيفية عمل تشيسر: فمن المحتمل أن يشارك الجين في آلية ردود الفعل التي تنظم التعبير عن Chd2 عن طريق إنشاء ازدحام مروري بالقرب منه، عندما يرتفع مستوى البروتين بشكل مفرط.

لكن التعبير غير الكافي عن Chd2 لا يقل إشكالية عن التعبير الزائد عنه. في الواقع، عدم كفاية التعبير هو على وجه التحديد الخلل الجيني الذي تم تحديده لدى الأشخاص المصابين بالصرع والتوحد. لقد تم بالفعل تحديد الطفرة لدى نسبة صغيرة من الأشخاص الذين يعانون من هذه المتلازمات، ولكن بالنسبة لأولئك الذين ترجع مشكلتهم بالفعل إلى عدم كفاية نشاط جين Chd2، فقد ينتج هذا البحث يومًا ما حلاً على شكل جزيء صغير يمنع تشيسر وبالتالي يحرر قبضته على الجين Chd2، ويقفز تعبيره إلى المستويات الطبيعية ويصحح الخلل الجيني.

ضمت المجموعة البحثية أفيف روم، ليليا ميلاميد، نا جيل، ميكا جولدريتش والدكتور روتام بن طوف بيري من قسم المراقبة البيولوجية، ماتان جولان من قسم بيولوجيا الخلايا الجزيئية والدكتورة عنبال بيطون من قسم الموارد البيطرية. - جميعهم من معهد وايزمان للعلوم، والدكتور ر. روتم قادر من جامعة بن غوريون في النقب.

وكما هو الحال مع تشيسر، هناك حوالي 100 جين لجزيئات الحمض النووي الريبوزي الطويلة غير المشفرة والتي يتم حفظها بين أنواع الفقاريات المختلفة - من البشر إلى الأسماك.

للمادة العلمية