الكشف عن العناصر الوراثية الحاسمة وقدرتها على مكافحة السرطان
لقد مكّن التقدم التكنولوجي العلماء من استكشاف عناصر التحكم الجيني بشكل شامل، وكشف تعقيدات آليات تنشيط الجينات في شفرتنا الوراثية.
تتحدى الأدلة الجديدة وجهة النظر التبسيطية القائلة بأن العناصر التنظيمية لرابطة الدول المستقلة (CREs) هي مجرد مفاتيح تشغيل
إيقاف للجينات، مما يؤكد قدرتها على إظهار سلوكيات معقدة، مثل التعزيز المتزامن لنشاط الجينات وبدء نسخ الجينات، وفقا لما تم نشره في موقع ميديكال إكسبريس.
هذه المفاتيح ليست مهمة فقط لتعزيز جينات معينة ولكنها ضرورية للوظائف الأساسية التي تحافظ على صحة خلايانا.
الآن، كشفت دراسة أجريت في اليابان عن وجود نحو 11000 مفتاح وراثي حيوي نشط في كل نوع من الخلايا، العناصر التنظيمية cis-regulatory (HK-CREs)، التي تلعب دورًا في الحفاظ على استقرار ووظيفة خلايانا، بما يتجاوز بكثير تنظيم الجينات التدبير المنزلي.
تم نشر البحث في أبحاث الأحماض النووية.
أجرى هذه الدراسة علماء من مختبر التحليل الوظيفي في السيليكو (ناكاي لاب) في معهد العلوم الطبية، جامعة طوكيو، اليابان: البروفيسور كينتا ناكاي، رئيس المختبر، والدكتور مارتن لوزا، أستاذ مساعد بالتعاون مع الدكتور ألكسيس فاندنبون، أستاذ مشارك، من معهد الحياة والعلوم الطبية، جامعة كيوتو، اليابان.
وفي معرض مناقشة دوافعه وراء هذه الدراسة، يقول الدكتور لوزا: «نظرًا للارتباط الكبير بين السرطان والطفرات في المكونات اللاجينية، فإن كل فكرة صغيرة نكتسبها يمكن أن تكون أساسية في المعركة المستمرة ضد هذا المرض، الذي أودى بحياة عدد لا يحصى من الأشخاص بشكل مأساوي، من خلال عمليات واسعة النطاق تحليلات المعلوماتية الحيوية، كنا نهدف إلى التأكيد على التأثير العميق لـ HK-CRE على العمليات الخلوية الأساسية، بما في ذلك إمكاناتها كمثبطات أساسية للورم في التدبير المنزلي».
ووجد فريق البحث أن HK-CREs لم يقتصر فقط على تنظيم جينات التدبير المنزلي المدروسة جيدًا (HKGs)، والتي تشكل فقط أقل من 20% من الجينات المرتبطة بهذه العناصر.
وبدلًا من ذلك، كانت هذه العناصر موجودة في الغالب داخل المناطق المحفزة الأساسية للعديد من الجينات (حوالي 8000)، مما يشير إلى دور تنظيمي أوسع يتجاوز وظائف الجينات التقليدية للتدبير المنزلي.
من خلال استخدام تحليلات المعلوماتية الحيوية والاستفادة من مجموعات البيانات العامة المتنوعة، تحقق الفريق من صحة HK-CREs عبر 50 نوعًا من الخلايا السليمة التي تم اختيارها عشوائيًا، مما يؤكد موقع HK-CREs داخل الجينوم.
تم الحفاظ على هذه العناصر بدرجة عالية، حيث كانت موجودة في المناطق الغنية بـ CpG غير الميثيلية، وهي سمة مرتبطة بقوة بوظيفتها التنظيمية للتدبير المنزلي.
قال الدكتور لوزا، وهو يشارك مخاوفه بشأن التحليل: «من خلال الاستفادة من تحليلات المعلوماتية الحيوية لبيانات متعددة القياسات، فإننا نقدم نهجًا لتسخير مجموعات البيانات المتاحة للجمهور لاستكشاف آليات بيولوجية متنوعة، ونتوقع أن استخدام مسارات عمل مماثلة يمكن أن يؤدي إلى تبسيط التحليلات بشكل كبير، مما يقلل من كليهما، الوقت والاستثمارات المالية اللازمة لإجراء دراسات شاملة تتضمن بيانات جديدة».
لاحظ الفريق التفاعلات التعاونية المعقدة بين المروجين الأساسيين للتدبير المنزلي (HK-CPs)، مما يشكل شبكات تنظيمية معقدة من خلال التفاعلات بين المروج والمروج.
تشير هذه الملاحظات إلى التأثير الكبير لمثل هذه التفاعلات ليس فقط على HKGs ولكن أيضًا على الجينات الخاصة بأنواع الخلايا المختلفة.
حول انتباههم إلى الخلايا السرطانية، اكتشف الباحثون مجموعة فرعية من HK-CREs تظهر نشاطًا منخفضًا في أنواع فرعية متنوعة من السرطان، خاصة تلك المرتبطة بجينات أصابع الزنك المتجمعة في مناطق التيلومير الفرعية للكروموسوم 19.
وقال الدكتور لوزا: «أظهرت الجينات المكتشفة في دراستنا انخفاضًا في النشاط في خطوط الخلايا السرطانية المتعددة، وكشف تحليل البقاء على قيد الحياة عبر العديد من مشاريع السرطان عن زيادات كبيرة في احتمال البقاء على قيد الحياة في أنواع السرطان المتنوعة مثل سرطان البنكرياس الغدي وسرطان الجلد العنبي».
في جوهر الأمر، كشفت نتائج هذا البحث عن فئة غير معروفة سابقًا من HK-CREs الحاسمة للاستقرار الخلوي، وتوسيع تأثيرها إلى ما هو أبعد من تنظيم الجينات المنزلية.
