اخبار علمی, مطالب
ژنتیک انسانی میتواند در ماهی مدل شود
یک نقص ژنتیکی نادر که اصطلاحا ژن ALG2 را تحت تاثیر قرار میدهد میتواند باعث ایجاد بیماری های متابولیکی جدی در انسان شود.
تاکنون نادر بودن و پیچیدگی چنین نقص ژنتیکی مطالعه اختلالات گلیکوزیلاسیون را دشوار میکرد. سرانجام یک تیم تحقیاتی موفق به معرفی جهش زمینه ای در ژن ALG2 در یک مدل ماهی شدند و این مدل اجازه میدهد تا علت این بیماری های پیچیده در سطح مولکولی مورد برسی قرار گیرد.
سلول های انسان با فعالیت میلیون ها پروتئین زنده میمانند. با بالغ شدن انسان این پروتئین ها باید به روش های بیشماری اصلاح شوند، مانند افزودن مولکول های قندی که یک تغیر اساسی برای عملکرد مناسب پروتئین به حساب آمده و نقص در این فرایند که به عنوان تزئیین شکر شناخته میشود. اغلب در مراحل اولیه رشد کشنده است. دکتر یواخیم ویتبرودت و دکتر توماس تامبرگر از مرکز مطالعات ارگانیسم (COS ) دانشگاه هالدینگ میگوند :
در موارد نادر نقص ژنتیکی باعث کمبود اضافه کردن قند به پروتئین میشود که بعدا به عنوان اختلالات مادرزادی گلیکوزیلاسیون آشکار میشود. دکتر ویتبرودت اظهار داشت : گلیکوزیلاسیون صحیح نیاز به تعدادی آنزیم دارد که عین ساعت کنار هم کار کنند.
ژن ALG2 وظیفه ویژه ای در فرایند گلیکوزیلاسیون دارد. این ژن آنزیم مورد نیاز برای انشعاب صحیح زنجیره قند را کد میکند. اگر این روند مختل شود بیماران از بدو تولد تحت تاثیر قرار نمیگیرند اما در اوایل کودکی در اندام های مختلف مانند چشم مغز وعضلات دچار مشکل میشوند.
تیم به سرپرستی دکتر ویتبرودت و دکتر تامبرگر با استفاده از قیچی ویرایش ژن CRISPR Cas9 جهش ژن ALG2 را در مدل ماهی برنج ژاپنی یا مدکا معرفی کرند. دکتر تامبرگر توضیح میدهد: ماهی مدل خوبی برای این اختلالات ژنتیکی هستند چراکه در خارج از بدن مادرایجاد میشوند.
علاوه بر این ژنوم ماهی مدکا میتواند به طور موثر و دقیق ویرایش شود. اگرچه فاصله تکاملی بین انسان و ماهی زیاد است اما محققان علائم بسیاری مشابه ای در نقص ژنتیکی ALG2 گزارش داده اند.آنها از تجزیه و تحلیل کل ارگانیسم مدکا که طیفی از انواع سلول های مختلف است شگفت زده شدند.
اگرچه تمام سلول های ماهی تحت تاثیر ALG2 قرار گرفتند اما برخی از سلول ها بیش از برخی دیگر تحت تاثیر قرار گفتند. مثلا در شبکیه چشم ماهی، سلول های مخروطی مورد نیاز برای سنجش رنگ تحت تاثیر قرار نگرفتند. اما به تدریج سلول های میله ای مورد نیازبرای بینایی در نور کم از دست میروند. بنابراین ماهی را شب کور میکند.
اکنون محققان امیدوارند با کمک ماهی مدکا پروتئین هایی را که باعث از بین رفتن سلول های میله ای چشم میشوند که این فرایند به دلیل کاهش اتصال قند به پروتئین تحت نقض ژن ALG2 است را شناسایی کنند .
مطالعات در مورد ماهی مدکا نشان داد که با تهیه ی mRNA ALG2 میتوان به طور کاملا کاربردی از تمام علائم جلوگیری کرد. طرح اصلی این طرح دستیابی به آنزیم صحیح ALG2 است. این بدان معناست که اکنون میتوانیم مناطق عملکردی فردی آنزیم ALG2 را به طور سیستماتیک تجزیه تحلیل کنیم. ما به طور ویژه به پاسخ خاصی هر سلول در کل ارگانیسم علاقه مند هستیم.
با توجه به این تحقیقات یواخیم ویتبرودت تاکید میکند که تیم تحقیقاتی هایدلبرگ قصد دارد مکانیسم مولکولی و علل چنین بیماری های پیچیده مولکولی را در انسان درک کنند.
