نقش بالقوه توالی DNA در پیری و سرطان

نقش بالقوه توالی DNA در پیری و سرطان

به تازگی محققان ناحیه ای از DNA را با نام VNTR2-1 شناسایی کرده اند که به نظر می رسد فعالیت ژن تلومراز (Telomerase) را هدایت می کند ، که نشان میدهد از پیری در انواع خاصی از سلول ها جلوگیری می کند. دانستن اینکه چگونه ژن تلومراز تنظیم و فعال می شود و چرا فقط در انواع خاصی از سلول ها فعال است می تواند روزی کلیدی برای درک چگونگی پیر شدن انسان و جلوگیری از گسترش سرطان باشد.

بدن انسان اساساً از تریلیونها سلول زنده تشکیل شده است. با افزایش سن سلول هایش پیر می شوند ، این اتفاق زمانی می افتد که تکثیر و تقسیم سلول ها متوقف می شود. دانشمندان مدتهاست می دانند که ژن ها بر نحوه پیر شدن سلول ها و طول عمر انسان ها تأثیر می گذارند ، اما نحوه عملکرد آنها دقیقاً مشخص نیست. یافته های یک مطالعه جدید به سرپرستی محققان دانشگاه ایالت واشنگتن ، قطعه کوچکی از این معما را حل کرده است و دانشمندان را یک گام به حل معمای پیری نزدیک کرده است.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی جیو ژو (Jiyue Zhu)، پروفسور کالج داروسازی و علوم مرتبط، اخیراً ناحیه ای از DNA را که به نام VNTR2-1 شناخته می شود ، شناسایی کرد که به نظر می رسد فعالیت ژن تلومراز را تقویت می کند ، که نشان داده شده است از پیری در انواع خاصی از سلولها جلوگیری می کند. این مطالعه در مجله Proceedings of the National Academy of Science (PNAS) منتشر شد.

ژن تلومراز فعالیت آنزیم تلومراز را کنترل می کند ، که به تولید تلومرها (Telomeres) کمک می کند ، کلاهک هایی هستند که در انتهای هر رشته DNA که از کروموزوم های درون سلول های ما محافظت می کند. در سلولهای طبیعی ، طول تلومرها هر بار که سلول ها DNA خود را قبل از تقسیم کپی می کنند ، کمی کوتاهتر می شود. وقتی تلومرها خیلی کوتاه می شوند ، سلول ها دیگر نمی توانند تکثیر شوند و باعث پیری و مرگ آنها می شود. با این حال ، در انواع خاصی از سلولها – از جمله سلولهای باروری و سلولهای سرطانی – فعالیت ژن تلومراز تضمین می کند که هنگام کپی DNA ، تلومرها به همان طول بازگردانده می شوند. این اساساً چیزی است که ساعت پیری را در فرزندان ما شروع می کند ، اما از سوی دیگر این موضوع باعث میشود که سلول های سرطانی بتوانند به تکثیر و ایجاد تومور ادامه دهند.

دانستن اینکه چگونه ژن تلومراز تنظیم و فعال می شود و چرا فقط در انواع خاصی از سلول ها فعال است می تواند روزی کلیدی برای درک چگونگی افزایش سن انسان و همچنین چگونگی جلوگیری از گسترش سرطان باشد. به همین دلیل است که جیو ژو ۲۰ سال گذشته از کار خود را به عنوان یک دانشمند بشکل انفراددی بر روی مطالعه این ژن متمرکز کرده است.

جیو ژو میگوید: ” که آخرین یافته های تیمش مبنی بر اینکه VNTR 2-1 به پیشبرد فعالیت ژن تلومراز کمک می کند به دلیل نوع توالی DNA ای که نشان می دهد بسیار قابل توجه است. ”

ژو اضافه میکند : “تقریبا ۵۰ درصد از ژنوم ما شامل DNA مکرر است که پروتئین را کد نمی کند. این توالی های DNA به عنوان” DNA ناخواسته یا مواد تاریک در ژنوم ما در نظر گرفته می شوند و مطالعه آنها دشوار است. مطالعه ما توضیح می دهد که یکی از آن واحدها در واقع عملکردی دارد که باعث افزایش فعالیت ژن تلومراز میشود. ”

یافته های آنها بر اساس مجموعه ای از آزمایشات است که نشان می دهد حذف توالی DNA از سلول های سرطانی – هم در رده سلولی انسان و هم در موش ها – باعث کوتاه شدن تلومرها ، افزایش سن سلول ها و توقف رشد تومورها می شود. متعاقباً ، آنها مطالعه ای را انجام دادند که طول توالی نمونه های DNA گرفته شده از صدساله های قفقازی و آمریکایی آفریقایی تبار و شرکت کنندگان در مطالعه صدساله جورجیا را بررسی کرد ، مطالعه ای که گروهی از افراد ۱۰۰ ساله یا بالاتر را بین سالهای ۱۹۸۸ تا ۲۰۰۸ دنبال کرد. محققان دریافتند که طول توالی از ۵۳ تکرار یا کپی DNA تا ۱۶۰ تکرار متغیر است.

همچنین ژو گفت: “این بسیار متفاوت است و مطالعه ما در واقع نشان می دهد که ژن تلومراز در افرادی با توالی طولانی تر فعال تر است.”

از آنجا که دنباله های بسیار کوتاه فقط در شرکت کنندگان آمریکایی آفریقایی تبار یافت شد ، آنها با دقت بیشتری به آن را گروه بررسی کردند و دریافتند که در مقایسه با شرکت کنندگان گروه شاهد ، چند صدساله با دنباله کوتاه VNTR2-1 وجود دارد. با این حال ، ژو میگوید: “شایان ذکر است که داشتن توالی کوتاهتر لزوماً به این معنی نیست که طول عمر شما کوتاهتر خواهد بود ، زیرا این بدان معناست که ژن تلومراز کمتر فعال است و طول تلومر شما ممکن است کوتاهتر باشد ، که می تواند احتمال ابتلا به سرطان را در شما کاهش دهد. ”

ژو اضافه میکند که : ” این یافته ها به ما می گوید که این توالی VNTR2-1 به تنوع ژنتیکی نحوه افزایش سن و نحوه ابتلا به سرطان کمک می کند. ما می دانیم که انکوژن ها – یا ژن های سرطانی – و ژن های سرکوب کننده تومور همه دلایلی را که باعث سرطان می شود را ندارند. تحقیقات ما نشان می دهد که تصویر بسیار پیچیده تر از جهش آنکوژن است و می تواند تحقیقات ما را برای بررسی دقیقتر این DNA به اصطلاح ناخواسته بسط دهد.”

ژو خاطرنشان کرد: ” از آنجا که آمریکایی های آفریقایی تبار نسل ها در ایالات متحده بوده اند ، بسیاری از آنها دارای اجداد قفقازی بوده اند که ممکن است بخشی از این دنباله را از آنها به ارث برده باشند. بنابراین به عنوان گام بعدی ، او و تیمش امیدوارند بتوانند دنباله را در جمعیت آفریقایی مطالعه کنند. ”

مشاهده منبع

جهت خرید تجهیزات آزمایشگاه مولکولی حتما با تماس بگیرید