ثبت اولین "رقص کروموزوم" در تاریخ علم

به گزارش ساینس، دانشمندان سال‌ها است که در حال مطالعه کروموزوم‌های انسانی هستند و همه چیز از جمله جهش‌های DNA که می‌تواند ابرانسان‌ها را ایجاد کند تا احتمال ایجاد یک ژنوم مصنوعی انسان را بررسی می‌کنند. اما هرگز پیش از این، هیچ کس به دنبال کشف و ثبت جنبش آنها نبوده است.

اولین نقشه برداری از حرکات کروموزوم
اکنون پژوهش جدیدی از پژوهشگران دانشگاه تگزاس در آستین(University of Texas at Austin) با استفاده از مدل‌سازی کامپیوتری برای اولین بار در تاریخ، حرکت یک کروموزوم را نشان می‌دهد.
نتیجه این تلاش، ثبت رقصی شبیه به باله است که نشان می‌دهد که چگونه میلیاردها جفت پایه DNA به زیبایی خود را در یک فضای بی‌اندازه کوچک و بدون ژولیده شدن در هم جای می‌دهند.

"دیو تیرومالای" رئیس بخش شیمی دانشگاه آستین و نویسنده این مطالعه می‌گوید: به جای پرداختن به ساختار، ما تصمیم گرفتیم به حرکت کروموزوم نگاه کنیم تا نه تنها بفهمیم که چگونه این حجم از اطلاعات ژنتیکی گردهم جمع شده‌اند، بلکه همچنین نحوه‌های مختلف حرکت آن را نیز دریابیم.

آنچه که آنها متوجه شدند این بود که حرکت‌های مختلف کروموزوم‌ها به نوع سلول‌ها بستگی دارد.
با این حال، آنچه واقعا انقلابی است این است که این نقشه‌برداری جدید می‌تواند در مورد نقش‌هایی که جنبش کروموزومی در عوامل ژنتیکی مرتبط با بیماری‌ها و حتی رنگ چشم‌ها بازی می‌کند را آشکار کند.

"تیرومالای" توضیح داد: ما متوجه شدیم که فقط نباید به دنبال کد ژنتیکی بود. اگر زمان‌بندی این حرکت خاموش شود، می‌توان تغییرات کاربردی مهمی ایجاد کرد.
وی از "گوانگ شی" فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه مریلند کمک گرفت. آنها حرکات کروموزوم‌های 5 که با بیماری‌های سرطان خون، پارکینسون و ناباروری در مردان مرتبط است و کروموزوم‌های 10 که با انواع بیماری‌های خونی، سرطان مغز و ناشنوایی مادرزادی مرتبط است را ثبت کردند.


بیان ژن یک روند پویا است
حرکت هر کروموزوم بر اساس نوع سلول تغییر می‌کند، به این معنی که یک کروموزوم در سلول‌های مختلف حرکت کاملا متفاوتی دارد.
"شی" می‌گوید: بیان ژن که یکی از مهمترین خواص بیولوژیکی سلول‌ها است، یک فرآیند دینامیک و پویا است، نه یک حالت استاتیک و ایستا.
وی افزود: برای هر بیان ژن که در سلول‌های انسانی، مناطق از هم دوری از کروموزوم باید در تماس باشند. وقتی این پروسه‌های دینامیکی مختل می‌شوند، سلول‌ها ممکن است به علت شکست در بیان یک ژن بمیرند یا گاهی اوقات به یک سلول سرطانی تبدیل شوند.

وی امیدوار است که مطالعه حرکت کروموزوم‌های مختلف، مانند اینکه چه مدت طول می‌کشد تا مولکول‌ها با هم دیدار کنند و چه زمانی یکدیگر را ملاقات می‌کنند، در نهایت به درک و شناخت بیشتر بیماری‌ها منجر شود.

نکته کلیدی، تعیین این است که آیا سلول‌های غیر عادی که مسئول اختلالات سلامتی هستند، حرکت متفاوتی دارند؟
"تیرومالای" می‌گوید: بسیار جالب خواهد بود اگر ببینیم که حرکت کروموزوم‌ها در یک سلول سرطانی، یعنی جایی که چند جهش وجود دارد، متفاوت است.
این مطالعه در Nature Communications منتشر شده است.