متیلاسیون DNA خاموش کننده های ژنی، تنوع بیماری را روشن می کند

پروفسور آساف هلمن و تیم تحقیقاتی او در دانشکده پزشکی دانشگاه عبری هاداسا از یافته های جدیدی در حوزه شبکه های نظارتی متیلاسیون پرده برداری کرده اند. مطالعه آن‌ها مکانیسم‌های حاکم بر فعال‌سازی و سرکوب ژن‌های بیماری‌های ناشی از جهش، به‌ویژه در مواردی مانند گلیوبلاستوما را روشن می‌کند و بینش‌هایی را در مورد تغییرات بیان بیماری در بین بیماران ارائه می‌دهد.

این مطالعه در مجله منتشر شده است زیست شناسی ژنوم. این پژوهش پتانسیل ایجاد انقلابی در تحقیقات بیماری و کاربردهای بالینی دارد و راه را برای پزشکی شخصی‌سازی شده، نشانگرهای زیستی تشخیصی و بهبود مراقبت از بیمار هموار می‌کند.

در حال حاضر، 98 درصد از افرادی که به دلیل بیماری‌های ژنتیکی شایع بستری می‌شوند، با مکانیسم‌های نادرست بیماری مواجه هستند. تمرکز تیم بر روی گلیوبلاستوما نشان داد که چگونه متیلاسیون DNA به عنوان یک سیستم کنترل ژن، شبیه به چراغ راهنمایی که می تواند فعالیت ژن را تعدیل کند، عمل می کند.

این تحقیق با ترسیم تأثیر متیلاسیون DNA بر ژن‌ها، ابزار ارزشمندی برای درک علت بیماری و توسعه درمان‌های مناسب ارائه می‌کند که در نهایت نتایج بیماران را به ویژه در زمینه سرطان و سایر بیماری‌های رایج افزایش می‌دهد. در اصل، این تحقیق به عنوان یک نقشه گنج عمل می کند که ما را به سمت استراتژی های مؤثرتر مدیریت بیماری راهنمایی می کند.

بیماری های رایج اغلب به طور متفاوتی بین بیماران ظاهر می شوند، با این حال منشاء ژنتیکی این تنوع ناشناخته باقی مانده است. تیم تحقیقاتی پروفسور آساف هلمن به دنبال کشف نقش بالقوه تنوع رونویسی ژن در این پدیده بود.

برای پرداختن به این موضوع، آن‌ها با دقت مجموعه داده‌ای مبتنی بر متیلاسیون DNA، مجموعه‌ای از عناصر تنظیم‌کننده مثبت و منفی را در گلیوبلاستوم‌های انسانی تولید کردند و اثرات آن‌ها را بر تنوع بیان ژن بین بیمار بررسی کردند.

آنها اکتشافات کلیدی زیر را انجام دادند:

• تنظیم متیلاسیون: افشای این مطالعه از فعل و انفعال پیچیده بین تقویت‌کننده‌ها و خاموش‌کننده‌ها در حوزه‌های تنظیم‌کننده ژن، تحت تأثیر متیلاسیون DNA، بینش‌های مهمی را در مورد کنترل پویا بیان ژن ارائه می‌کند. درک این مقررات پیامدهای قابل توجهی برای توسعه درمان ها و درمان های هدفمند برای بیماری های مختلف از جمله سرطان دارد.

• نقشه برداری با وضوح بالا: نگاشت با وضوح بالا تأثیر متیلاسیون DNA بر بیان ژن در ژنوم های دست نخورده، راه را برای درک عمیق تر از نحوه کنترل ژن ها و نحوه اصلاح آنها باز می کند. این دانش برای کشف پیچیدگی‌های بیماری‌های ژنتیکی و ابداع استراتژی‌هایی برای پزشکی دقیق متناسب با بیماران فردی ضروری است.

• مدل‌سازی ریاضی: استفاده از مدل‌سازی ریاضی برای شناسایی مکان‌های متیلاسیون کلیدی که منجر به تغییرات بیان ژن می‌شود، نقش ناشناخته اپی ژنتیک در شکل‌دهی به پیشرفت بیماری را روشن می‌کند. درک اهمیت متیلاسیون در پروفایل های بیان ژن بیماران گلیوبلاستوما می تواند راه را برای تشخیص دقیق تر و درمان های هدفمند و در نهایت بهبود نتایج بیمار هموار کند.

در نتیجه، همانطور که پروفسور آساف هلمن تاکید می کند، این تحقیق نشان دهنده یک جهش به جلو در ژنومیک است و بینش هایی را در مورد درک و درمان بیماری های ناشی از جهش ژنتیکی ارائه می دهد. این تحقیق نشان می دهد که شبکه های پیچیده ای در DNA ما وجود دارد که نحوه عملکرد ژن ها را کنترل می کند. این شبکه ها می توانند فعالیت ژن ها را افزایش یا کاهش دهند.

این یافته به ما نشان می دهد که فرآیندی به نام متیلاسیون DNA نقش مهمی در تصمیم گیری درباره نحوه استفاده از ژن ها ایفا می کند. این اطلاعات به ما کمک می کند تا بفهمیم چرا افراد مختلف ممکن است سطوح مختلفی از فعالیت ژنی داشته باشند. او بیان می‌کند: «این تحقیق وجود شبکه‌های تنظیم‌کننده سیس پیچیده را آشکار می‌کند که بیان ژن را با ترکیب اثرات ورودی‌های رونویسی مثبت و منفی تعیین می‌کنند».

این مکاشفه بر نقش پویای متیلاسیون DNA در تنظیم بیان ژن تاکید می کند و دلایلی را که در پس تغییرات بیان ژن در افراد وجود دارد روشن می کند. علاوه بر این، این کشف فرصت‌های جدیدی را برای نظارت و درک عوامل زمینه‌ای مؤثر در پیامدهای متنوع مشاهده‌شده در شرایطی مانند سرطان و سایر بیماری‌ها، مناد می‌کند. به عبارت ساده‌تر، مانند یافتن مجموعه‌ای از کلیدهای جدید برای باز کردن اسرار پنهان در ژن‌هایمان است که به ما کمک می‌کند درباره بیماری‌ها و نحوه درمان آن‌ها بیشتر بیاموزیم.