ژن‌های نامطلوب همیشه هم مخرب نیستند
ما معمولا پدیده‌ی جهش ژنتیکی را به عنوان وقوع «اشتباهاتی» در ژن‌هایمان تلقی می‌کنیم که ما را دچار بیماری خواهد کرد. اما واقعیت این است که همه‌ی اشتباهات هم بد نیستند و برخی از آنها حتی می‌توانند به از کار انداختن یا سرکوب پیامدهای ناشی از بیماری‌ها منتهی شوند. تا به حال یافته‌های کمی در مورد فرایند فوق که آن را به نام سرکوب ژنتیکی می‌شناسند، به دست آمده است. اما به نظر می‌رسد که تغییری در حال وقوع است و در همین راستا نیز گروهی از محققان دانشگاه تورنتو شروع به وضع و تبیین برخی قوانین کلی پیرامون آن کرده‌اند.
تیم پژوهشی فوق متشکل از اساتید برندا اندروز (Brenda Andrews)، چارلز بون (Charles Boone) و فردریک راث (Frederick Roth)، از مرکز دانلی و دپارتمان ژنتیک مولکولی با همکاری پروفسور چاد مایرز (Chad Myers) از دانشگاه شهر مینه‌سوتا، اولین مجموعه‌ی جامع از جهش‌های سرکوب‌گری را که در یک سلول رخ می‌دهند، گردآوری کرده‌اند. دستاوردهای آنها در قالب مقاله‌ای در روز ۴ نوامبر در مجله‌ی Science منتشر شده است. اندروز، بون، راث و مایرز همچنین با هم به عنوان اعضای برنامه‌ی شبکه‌های ژنتیکی متعلق به موسسه‌ی تحقیقات پیشرفته‌ی کانادا (CIFAR) کار می‌کنند. یافته‌های آنها می‌تواند توضیح دهد که چگونه ترکیب یک جهش سرکوبگر با جهش‌های بیماری‌زا می‌تواند برای تضعیف یک بیماری یا حتی برای از میان بردن آن به طور کامل وارد عمل شود.
این موضوع از نظر زیست‌شناسی کمی کنجکاوکننده است و از سویی نیز تنها زمانی آشکار می‌شود که ما ژنوم‌های بیشتری از افراد سالم را ترتیب‌بندی کرده باشیم. در میان آنها افراد معدود و در عین حال بسیار خوش‌شانسی هستند که می‌توانند از گزند بیماری بگریزند و سالم باقی بمانند و نشانه‌های مبنی بر کاهش شدت بیماری را از خود بروز دهند. اکنون پرسشی که مطرح می‌شود این است که با وجود داشتن جهش‌های فاجعه‌باری که منجر به اختلالات ناتوان‌کننده مانند فیبروز سیستیک یا آنمی فانکونی می‌شوند، چگونه ممکن است چنین رویدادی اتفاق افتد و وضعیت فرد بهتر شده باشد؟ راث که همچنین به عنوان یک دانشمند ارشد در موسسه‌ی تحقیقات لیونفلد-تاننباوم در بخش سیستم بهداشت و درمان سینا فعالیت دارد در این باره می‌گوید:
ما واقعا نمی‌دانیم که چرا برخی از افراد با وقوع جهش‌های مخرب دچار بیماری می‌شوند و برخی افراد دیگر چنین وضعی ندارند. بخشی از این موضوع می‌تواند دارای علت‌های محیط زیستی باشد، اما به نظر می‌رسد که بخش عمده‌ی آن می‌تواند به علت حضور سایر جهش‌هایی باشد که اثر جهش اول را سرکوب می‌کنند.
تصور کنید که در یک اتاق با یک ترموستات خراب گیر کرده‌اید و هوای آن محل هم بیش از حد گرم است. شما برای خنک کردن خود یا می‌توانید ترموستات را تعمیر کنید یا اینکه یکی از پنجره‌ها را بشکنید. این همان روشی است که فرایند سرکوب ژنتیکی هم با آن عمل می‌کند تا سلامت سلولهای بدن را با وجود جهش‌های مخرب حفظ کند. این سازوکار یک روزنه‌ی جدید از درک مباحث ژنتیکی را به روی ما باز می‌کند و شاید حتی برای درمان اختلالات ژنتیکی هم کارامد باشد. جولاندا ون لیون (Jolanda van Leeuwen) که در دوره‌ی فوق دکترا در آزمایشگاه بون و یکی از دانشمندانی که در این پژوهش همکاری داشته چنین نوشته‌اند:
اگر ما ژن‌هایی را که این جهش‌های سرکوب‌کننده در آنها روی می‌دهند شناسایی کنیم، آنگاه در ادامه می‌توانیم پی ببریم که آنها به چه شکلی به ژن‌های بیماری‌زا مربوط می‌شوند و این امر ممکن است در آینده برای توسعه‌های داروهای جدید مفید باشد.
اما واقعیت این است که پیدا کردن این جهش‌ها در انسان آسان نیست. می‌توان گفت که پیدا کردن آن جهش‌ها در انسان همانند گشتن به دنبال یک سوزن در انبار کاه است. یک جهش سرکوبگر از لحاظ تئوری می‌تواند هر یک از صدها هزار مورد از کاستی‌هایی در DNA انسان باشد که در میان بیش از ۲۰ هزار ژن انسانی پراکنده شده‌اند. همین تعداد فراوان ژن‌های انسانی است که باعث می‌شود تا هر ژنومی منحصر به فرد باشد. طبیعتا تست کردن همه‌ی این حالت‌ها عملی نیست. ون لیون در این مورد چنین گفته است:
مطالعه‌ای شبیه این هرگز در مقیاس جهانی انجام نشده است. از آنجایی که انجام این آزمایش‌ها بر روی انسان ممکن نیست، ما از ماده‌ی مخمر به عنوان یک ارگانیسم مدل استفاده کردیم. ما می توانیم در مخمر به طور دقیق پی ببریم که جهش‌ها به چه طریقی بر سلامت سلول اثر می‌گذارند. سلولهای مخمر تنها با ۶۰۰۰ ژن، نسخه‌ی ساده‌تری از بدن ما هستند، اما قوانین اساسی یکسانی از ژنتیک روی هر دو اعمال می‌شود. همچنین حذف هر گونه ژن از سلولهای مخمر به منظور بررسی اینکه کدام مورد از جهش‌ها را باید به عنوان شدید‌ترین جهش‌ها در نظر بگیریم نسبتا آسان است و در آنها عملکرد ژنی به طور کامل از بین رفته است.
گروه‌های پژوهشی یک رویکرد دو جانبه در پیش گرفتند. آنها از یک طرف تمامی اطلاعات منتشر شده در مورد روابط سرکوبگر شناخته شده بین ژن‌های مخمر را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. این نتایج در عین حال که مفید و آگاه‌‌کننده بودند، اما به ناچار به سوی محبوب‌ترین ژن تمایل داشتند که این ژن‌ها همان مواردی هستند که دانشمندان اخیرا به بررسی ریز آنها پرداخته‌اند. به همین دلیل بود که ون لیون و همکارانش تصمیم گرفتند تا علاوه بر تحلیل فوق، یک تجزیه و تحلیل بی‌طرفانه را نیز صورت دهند؛ با اندازه‌گیری اینکه سلول‌ها در هنگام رخ دادن جهش‌های مخرب به صورت منفرد یا در ترکیب با جهش‌های دیگر دارای چه روند رشدی خواهند بود.
از آنجا که جهش‌های مضر باعث کاهش سرعت رشد سلول می‌شود، در نتیجه می‌توان چنین برداشت کرد که هر گونه بهبودی در نرخ رشد، به لطف رخ دادن جهش در یک ژن سرکوبگر ثانویه بوده است. این آزمایش در واقع صدها مورد از جهش‌های سرکوبگر را برای جهش‌های مخرب شناخته شده آشکار کرد.
نکته‌ی مهمی که صرف نظر از روش به کار رفته باید به آن توجه شود این است که داده‌ها موجود نیز به همین نتیجه اشاره دارند. ما اغلب برای پیدا کردن ژن‌های سرکوبگر، نیازی نداریم به اینکه خیلی از جهش‌های مخرب دورتر را جستجو کنیم. این ژن‌ها به داشتن نقش‌های مشابهی در سلول گرایش دارند. دلیل چنین گرایشی هم یا به این خاطر است که آنها فرآورده‌های پروتئینی آنها از نظر فیزیکی در همان محل قرار دارد؛ یا اینکه ژن‌های یاد شده نیز در همان مسیر مولکولی سایر ژن‌ها کار می‌کنند. بون در پایان چنین توضیح داده است:
ما اصول اساسی سرکوب ژنتیکی را کشف کردیم و نشان دادیم که جهش‌های آسیب‌رساننده و سرکوبگران آنها به طور کلی در ژن‌هایی یافت می‌شوند که دارای عملکردهای مرتبط با هم هستند. به جای اینکه مجبور باشیم به دنبال یک سوزن در انبار کاه بگردیم، ما در حال حاضر می‌توانیم تمرکز خود را در هنگام جستجو برای اختلالات ژنتیکی سرکوبگر در انسان معطوف کنیم. به عبارتی ما از یک منطقه‌ی جستجو با شمار ۲۰ هزار ژن، به شمار صدها یا حتی ده‌ها ژن رسیده‌ایم که خود به منزله‌ی یک گام مهم و رو به جلو در این مسیر تلقی می‌شود.
نظرات