انسان حدود 30 هزار ژن دارد که صفات مختلف از رنگ چشم تا ریسک ابتلا به بیماری های وراثتی را تعیین می کنند. دی ان ای در داخل هر سلول به شکل سازه هایی به نام کروموزوم است. کروموزوم ها به واحدهای ساختاری نسبتا پایداری تقسیم بندی می شوند که آنها را دومین های مرتبط از نظر توپولوژیک(TADs) می نامند. درون هر TAD، چندین ژن و عنصر وجود دارند که آنها را تنظیم، بسته بندی و از TADs مجاور، تفکیک می کنند.
دکتر الفگ نورا، محقق موسسه بیماری های قلب و عروق گلداستون و نویسنده ارشد این مطالعه گفت: TADs را مانند اتاق های مجاور هم تصور کنید: مانند ژن های موجود در هر TAD، مردم در هر اتاق می توانند با یکدگیر صحبت کنند، اما نمی توانند با افراد اتاق کناری صحبت کنند.
نورا افزود: در مطالعه قبلی نشان دادیم که TADs، ژن ها را بسته بندی و آنها را از ژن های همسایه مجزا می کنند؛ اما سوال اینجاست که چه چیزی این فرآیند سازماندهی TAD را کنترل می کند؟
در مطالعه جدید، محققان موسسه گلداستون (Gladstone) و موسسه فناوری ماساچوست (MIT) کشف کردند که کلید سازماندهی TADS، پروتئینی به نام CTCF است.
دکتر بنوت برونو، استاد دانشگاه کالیفرنیا در سانفراسیسکو و یکی از نویسندگان این مطالعه تأکید کرد: پیش از این تصور می شد که پروتئین CTCF در بسیاری از جنبه های سازمان کروموزوم دخالت دارد؛ بدنبال این بودیم که ببینیم، اگر تمامی پروتئین های CTCF را از سلول خارج کنیم، چه اتفاقی برای ساختتار کروموزم می افتد.
(تصویر: sci-news)
محققان در گذشته برای مطالعه نقش پروتئین CTCF دچار مشکل بودند، چراکه این پروتئین برای بقای سلول ضروری بود؛ بنابراین خارج کردن کامل CTCF موجب مرگ سلول ها شده و بررسی آنها را غیر ممکن می ساخت.
در مطالعه جدید، از یک روش ژنتیکی تازه برای حذف کامل پروتئین CTCF در سلول های پستانداران استفاده شد. با استفاده از این روش، پروتئین با سرعت بالا نابود شد، به طوری که امکان بررسی سلول ها پیش از مرگ آنها ممکن شد. این کار به محققان کمک کرد تا کل ژنوم را در غیاب پروتئین CFCT بررسی کرده و تأثیرات آن را ارزیابی کنند.
دکتر نورا خاطر نشان کرد: دریافتیم که در غیاب پروتئین CFCT، مرزهای جداسازی دومین های TAD تقریبا به طور کامل از بین می روند، به طوریکه ژن ها و عناصر نظارتی می توانند با TADs مجاور ارتباط برقرار کنند؛ این کار درست مانند تخریب دیوار بین دو اتاق است.
با این حال، عدم وجود CFCT تأثیر کمی بر نحوه اتصال ژن ها درون یک TAD منفرد دارد. این مسأله نشان می دهد که CFCT برای جداسازی TADS از یک TAD دیگر ضروری است، اما برای بسته بندی ژنی در داخل این دومین ها ضروری نیست. این نخستین مطالعه جامعی است که نشان می دهد، این دو مکانیسم مجزا بوده و توسط پروتئین های متفاوت کنترل می شوند.
نتایج این مطالعه در مجله Cell منتشر شد.
مترجم: معصومه سوهانی
منبع: sci-news
No tags for this post.