Please reload

التدوينات الحديثة

أساليب جديدة لتحليل وظيفة الجينات

ستسمح الدراسة لأي باحث بتحفيز التزيّق الجيني (الفسيفساء الجينية) متعددة الأطياف في الفقاريات مثل الفئران وسمك الزرد.

 

ملخص المقالة:

طور علماء في المركز الوطني للدراسات الاستشفائية للأوعية الدموية كارلوس الثالث (سي-إن-آي-سي) أساليباً جديدة لإنتاج وتحليل الفسيفساء الجينية. وتحتوي أنسجة هذه الفسيفساء على مجموعات مختلفة من الخلايا بأنماط جينية مختلفة ومعروفة؛ مما يسمح بدراسة الاختلافات الناتجة من سلوك الخلية في هذه الأنماط الجينية. ستمكن الأساليب الجديدة التي نشرت اليوم في صحيفة Cell أي باحث على إجراء دارسة الفسيفساء الوراثية متعددة الأطياف على الفقاريات مثل الفئران وسمك الزرد (السمك المخطط أو ما يسمى بسمك الحمار الوحشي). وستساعد هذه التقنية على تعزيز فهم وظيفة الجينات وتفاعلها في ظروف عالية زمانياً أو مكانياً أثناء تطور المرض. ترمز الجينات للمعلومات اللازمة لإنتاج البروتينات والتي تعتبر أساسيات وظيفية في خلايانا. إن تحسين الطرق لدراسة وظيفة الجينات سيسمح للباحثين بزيادة المعرفة حول كيفية عمل الجين في أنواع الخلايا المتعددة التي تشكل أجسادنا ولفهم شبكة التفاعل الجيني وتسلسلها الهرمي التنظيمي. وعلاوة على ذلك، تعد هذه المعرفة مهمة في صنع استراتيجيات العلاج الفعال لتعديل أو تصحيح النشاط الجيني في المرض.

 

 

لقد تغيرت مناهج دراسة العمليات البيولوجية بشكل جذري بعد أن استطعنا تعديل النشاط الجيني. يحلل معظم الباحثين اليوم وظيفة كل جين واحد على حِدة في مجموعة فرعية من خلايا الحيوان أو أحد أعضاءه عن طريق تعديل نشاطه سواء بزيادته أو إيقافه. وبهذه الطريقة يتم فهم وظيفة الجينات من خلال تحليل المتغيرات التي ينتجه تعديل وراثي واحد في تطوير وظيفة أو مرض الحيوان أو أحد أعضاءه.

أوضح المؤلف الرئيسي للدراسة روي بينيديتو في النهج التجريبي باستخدام الفسيفساء الوراثية المحرضة بأن التغيرات الجينية المستحثة تجري فقط في بعض خلايا الكائن الحي (الخلايا المتحولة), بينما تبقى الخلايا الأخرى دون تغيير (الخلايا الطبيعية). إن استخدام الفسيفساء الوراثية المحرضة أمر مهم جدا لأنه يتيح لنا دارسة كيف تتصرف الخلايا مع الأنماط الجينية المختلفة في نفس البيئة, حيث يُعزى وجود أي اختلاف إلى التغيير الجيني المستحث. غالباً ما تكون دارسة وظيفة الجينات أكثر دقة وغنى بالمعلومات أكثر من استخدام علم الوراثة المعتاد حيث يمكن أن يولد تعديل الجين المستهدف في جميع خلايا الكائن الحي تعديلات ثانوية لا يمكن السيطرة عليها زمانيا أو مكانيا ويمكن أن تشوه تفسير وظيفة الجين في العملية قيد الدراسة.

وقد استخدمت الفسيفساء الوراثية على نطاق واسع في ذبابة الفاكهة بسبب سهولة إجراء التهجين الانقسامي في هذا الكائن الحي والتي أحدثت ثورة في دارسة وظيفة الجينات وبيولوجيا الخلية. بينما كانت إجراءات حث وتحليل الفسيفساء الوراثية في الفئران أكثر صعوبة, وتعتبر الفئران أكثر النماذج استخداماً في تجارب البحوث الطبية الحيوية.

 

ولتوليد الفسيفساء الوراثية في الفئران قام علماء الوراثة الجزيئية في مختبر تكوين الاوعية الدموية في (سي-إن-آي-سي) بتطوير البيولوجيا الجزيئية الجديدة وطرق نقل الجينات. ستسمح هذه الأساليب بتحفيز التأقلم لدى الفأر لتعديلات الفسيفساء الوراثية المتعددة المرتبطة في علامات الفلورسنت المميزة التي يمكن الكشف عنها في مجهر متعدد الاطياف عالي الدقة.

ولجعل هذه الأدوات الجينية الجديدة قابلة لاستخدام من قبل مجموعات بحثية أخرى قام فريق (سي-إن-آي-سي) أولاً بوضع استراتيجية هندسية لحمض نووي بمصدر مفتوح تعمل على تبسيط انتاج الحمض النووي على نحو معقد وكبير وتحتوي على جينات متعددة الهدف وجينات بعلامة الفلورست. ثم طور الفريق طرقاً جديدة (كرايسبر/سي-أي-إس٩) لإدخال جزئيات الحمض النووي في الخلايا الجذعية الجنينية وزيغوت وتبسيط جيل سريع وموثوق به من فسيفساء الفأر المعدل وراثيا.

ومع هذه الأدوات الجينية الجديدة والفئران المعدلة وراثيا كان فريق  (سي-إن-آي-سي) قادراً على دارسة وظيفة الجينات المتعددة في نفس الانسجة عن طريق تحفيز الفحص المجهري لكل جين على حدة ويصل إلى 15 مجموعة خلية مُعلّمة بالألوان وكل لون يعبر عن مزيج فريد من الجينات. وفقا لروي بينيديتو فإن هذه التنكولوجيا تسمح لأول مرة بحثّ وتحليل مجموعة فسيفساء جينية متعددة في خلايا مختلفة من نفس الفار. لأن مجموعة الخلايا المختلفة التي تحرضها في نفس الانسجة والتي يمكن تصويرها في وقت واحد ليست إلا تحليل لكيفية اختلاف سلوكياتهم يوفر بيانات دقيقة ورؤى جديدة في وظيفة الجينات قيد الدارسة. لهذا النهج مزايا على الإجراءات المعمول بها للتحليل الجيني التي تتطلب مقارنة الخلايا الموجودة في الانسجة أو البيئات المختلفة ما دام التحليل يجب أن يتم في حيوانات مستقلة سواء التي تملك أولًا تملك تعديل وراثي معين.

 

ــــــــــــــــــــــــــ

 

المقالة الأصليّة 

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

تابعنا
ابحث بالتاق
Please reload

الارشيف
  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

Riyadh, Saudi Arabia

  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

الرياض، المملكة العربية السعودية