🧬بررسی مکانیسم‌های imprinting genomic

⏰مدت زمان مطالعه: ۴ دقیقه

🔷 سلول‌های ما حاوی تمام اطلاعات ژنتیکی پدر و مادرمان هستند. ما از هر یک از والدین ۲۳ کروموزوم را به ارث می‌بریم بنابراین دو نسخه از هر ژنی، در ژنوم ما وجود دارد و بر اساس یک قاعده کلی، هر دو فعال هستند که مزیت این امر این است که جهش‌های معیوب به ارث رسیده از پدر یا مادر توسط نسخه دیگر ژن حذف می‌شوند. با این حال، حدودا در یک درصد از ژن‌های ما، تنها ژنی که از پدر و یا ژنی که از مادر به ارث رسیده است فعال است و دیگری غیر فعال است که این پدیده تحت عنوان genomic imprinting(نقش‌پذیری ژنی) شناخته می‌شود؛ در واقع نقش‌پذیری ژنومی یک پدیده اپی‌ژنتیکی است که باعث می‌شود ژن‌ها بسته به اینکه از مادر یا پدر به ارث رسیده‌‌ باشند بیان‌‌ شوند یا خیر. نقش‌پذیری ژنی می‌تواند باعث ایجاد بیماری‌هایی مانند سندرم Angelman و سندرم Prader-willi شود.

🔷 در سال‌های اخیر مشخص ‌شده که نقش‌پذیری ژنی بواسطه مکانیسم‌های مولکولی متعددی ایجاد می‌شود. در نقش‌پذیری ژنی، یا بسته‌بندی (packaging) ماده‌ژنتیکی یا خود DNA از نظر شیمیایی اصلاح می‌شود و با این تغییرات مانع از بیان ژن می‌شود(به جای تغییر اطلاعات ژنتیکی) و این‌ها به اصطلاح مکانیسم‌های اپی‌ژنتیکی هستند. DNA را می‌توان به عنوان سخت‌افزار و اپی‌ژنتیک را به عنوان نرم‌افزار مسئول تنظیم ژن‌ها در نظر گرفت. تنظیم ژنتیکی در هر سلول بدن انجام می‌شود و همانطور که می‌دانیم همه سلول‌ها حاوی اطلاعات ژنتیکی یکسانی هستند، اما بسته به اندام، ژن‌های متفاوتی در آن‌ها فعال می‌شوند و بعضی ژن‌ها غیر‌ فعال می‌شوند.
از مکانیسم‌های نقش‌پذیری ژنی می‌توان به غیرفعال شدن ژن‌ها اشاره کرد که با روش‌هایی ‌مانند متیلاسیون DNA، مجموعه آنزیمی Polycombs(مانند آنزیم PCR2) و همچنین تغییر شیمیایی پروتئین‌هایی که به عنوان داربست ساختاری برای DNA عمل می‌کنند، صورت ‌می‌گیرد.

🔶 دانشمندان Meissner ، Andergassen و zachary smith برای بررسی مکانیسم‌های اپی‌ژنتیکی از موش‌ها استفاده‌ کردند و در این مطالعه از تکنیک بیولوژی ملکولی CRISPR-Cas9 استفاده ‌کردند که به عنوان یک قیچی ژنتیکی عمل می‌کند و بخش‌هایی از DNA را حذف و وارد می‌کند. دانشمندان با حذف سوئیچ‌های خاموش(off switch) اپی ژنتیک شناخته‌شده مشاهده می‌کردند که آیا ژن غیر فعال شده، دوباره فعال می‌شد یا خیر و با این روش، آن‌ها توانستند ارتباط سوئیچ‌های خاموش اپی‌ژنتیکی را با ژن‌های نقش‌ پذیر متوجه‌ شوند.

🔶 تقریباً در همه پستانداران از جمله انسان در سلول‌های ماده که دارای دو کروموزوم X هستند، یک کروموزوم در اوایل رشد جنینی کاملاً غیرفعال می‌شود که مشخص شده‌ است آنزیم PCR2 نقش مهمی در غیرفعال ‌کردن این کروموزوم X در جفت دارد و درنتیجه با حذف این آنزیم می‌توان کروموزوم X خاموش را دوباره فعال کرد و فعال شدن مجدد ژن خاموش می‌تواند اثر ژن فعالی که بصورت نادرست عمل می‌کند را جبران ‌کند. همچنین برعکس این اتفاق هم قابل تصور است برای مثال اپی‌ژنتیک ما با پیر شدن تغییر می‌کند، می توان تصور کرد که کروموزوم X دوباره فعال‌شود و فعالیت ژنتیکی تکراری تاثیر منفی داشته ‌باشد.

#بیوتکنولوژی
✍️به قلم: امیر بهروزیان
📚منبع: science daily

🆔 @havi_journal