ویرایش اپی ژنوم و بهبود اختلالات ژنتیکی

دانشمندان با استفاده از نوع جدیدی از ابزارهای مهندسی ژنتیک موسوم به ویرایش اپی ژنوم در موش ها ، توانستنو بی نظمی ها را در مغز در حال رشد که ناشی از جهش ژنی است ، ترمیم کنند.

ویرایش اپی ژنوم راهی برای تغییر بیان یا خواندن ژنها است ، بدون اینکه کد DNA زیربنایی آنها را تغییر کند. تیمی از دانشگاه johns Hopkins در Baltimore ، مطالعات ارتباطات طبیعت را که بر پروتئین C11orf46 متمرکز است ، رهبری کردند.

یکی از نویسندگان مربوطه این تحقیق دکتر Atsushi kamiya است که استاد دانشیار روانپزشکی و علوم رفتاری در دانشکده پزشکی این دانشگاه است.

در انسان جهش در بخش DNA که حاوی ژن C11orf46 است می تواند منجر به سندرم WAGR شود . این سندرم یک بیماری ژنتیکی است که می تواند باعث ناتوانی ذهنی شود و بسیاری از سیستم های بدن را مختل کند.

محققان دریافتند که C11orf46 ، رشد بافت callosum را جهت میدهد. این بافت ، دسته‌ای از الیاف عصبی است که طرف راست و چپ مغز را به هم متصل می کند.

اگر ابن بافت به طور صحیح شکل نگیرد ، می تواند اختلالات رشد مغزی مانند اوتیسم و نوع ناتوانی ذهنی را که می تواند در سندرم WAGR رخ دهد ایجاد کند.

تحقیقات جدید در موش ها نشان می دهد که ویرایش ژن می تواند از بروز اختلالات رشد مغزی جلوگیری کند.

خاموش شدن ژن

نام دیگر سندرم WAGR سندرم حذف کروموزوم ۱۱p13 است زیرا جهش های ایجاد شده باعث حذف DNA در یک منطقه خاص از کروموزوم ۱۱ می شوند. ژن C11orf46 در این منطقه قرار دارد.

محققان برای بررسی تأثیر پروتئین C11orf46 از دست رفته ، ژن رمزگذاری کننده آن را در موش ها خاموش کردند. با این حال ، به جای حذف مستقیم ژن ، آنها با استفاده از یک ابزار ویرایش اپی ژنوم ، بیان آن را کاهش دادند.

با استفاده از این ابزار ، دانشمندان می توانند بسته بندی کروماتین منبع معتبر DNA را به جای خود کد DNA تغییر دهند. این تغییر باعث می شود که خواندن DNA سلول برای خواندن کد DNA پروتئین دشوار باشد ، با این نتیجه سلول باعث تولید کمتر از آن می شود.

این تیم دریافتند موش هایی که پروتئین C11orf46 کمتری تولید کرده اند نتوانستند بافت کالوس را به درستی در مغز خود توسعه دهند. اختلال در مغز مشابه مواردی است که در سندرم WAGR رخ می دهد.


بیشتر بخوانید : آنتی‌بیوتیک های رایج ؛ تقویت سیستم ایمنی در مقابل سرطان


ویرایش اپی ژنوم بسته های آکسون را بازیابی کرد

هنگامی که محققان نگاه دقیق تری به آن کردند ، دریافتند موش هایی که پروتئین C11orf46 کمتری تولید می کنند در ژن بیان بیشتری دارند که پروتئین دیگری به نام Semaphorin 6A تولید می کند.

Semaphorin 6A نقش مهمی در هدایت جهت رشد آکسونهای عصبی در مغز در حال توسعه دارد. محققان با ویرایش اپی ژنوم دیگری که بیان ژن مرتبط با آن ، SEMA6A را تغییر داده است ، توانستند سمافورین ۶A را در موشها کاهش دهند و مجموعه آکسونهای نورون را دوباره شبیه به موشهای معمولی کنند. به گفته نویسندگان :

ویرایش اپی ژنتیک با هدایت RNA پروموتور ژن Sema6a از طریق یک سیستم dCas9-SunTag با اتصال C11orf46 عادی بیان SEMA6A عادی و ناهمسانگردی transcallosal از طریق بازسازی کروماتین سرکوبگر توسط کمپلکس سرکوبگر SETDB1 نجات داد.”

محققان نتیجه می گیرند که این مطالعه نشان می دهد ویرایش اپی ژنتیکی دقیق کروماتین چگونه می تواند پیشرفت اولیه ارتباط بین مغز راست و چپ را تغییر دهد. به گفته دکتر Kamiya :

اگرچه هنوز زود است ، اما این یافته ها نشان می دهد که ما ممکن است بتوانیم روش های درمانی ویرایش اپی ژنوم را در اینده توسعه دهیم که می تواند به تغییر شکل اتصالات عصبی در مغز کمک کند ، و شاید از بروز اختلالات رشدی مغز جلوگیری کند.