مطالعه درک ما از نقش ترانسپوزون ها در طول فرآیندهای پیری طبیعی را بهبود می بخشد –

“معمولاً، زمانی که ما جوان و سالم هستیم، ژنوم‌های ما کار خوبی با تمام این ترانسپوزون‌ها انجام می‌دهند و آنها را دور نگه می‌دارند. اما اگر در طول پیری یا در جهش‌یافته‌های ناسالم، چگونه می‌توان این همه “چمدان اضافی” را در ژنوم خود کنترل کرد؟ ” یک سوال توسط نویسنده مربوطه، نلسون لاو، دکترا، دانشیار بیوشیمی در BUSM و مدیر موسسه علوم ژنوم BU پرسیده شد.

در یک مطالعه جدید در مجله PLOS GENETICSمحققان دانشکده پزشکی دانشگاه بوستون (BUSM) این سوال را آزمایش کردند که چگونه این عناصر ژنتیکی متحرک می توانند در ژنوم حیوانات عادی و جهش یافته در طول یک دوره زندگی جمع شوند. مطالعه آنها از ارگانیسم مدل مگس میوه استفاده کرد که 12 درصد از ژنوم آنها از ترانسپوزون ها تشکیل شده است و نماینده خوبی برای انسان هستند، جایی که ترانسپوزون ها بیش از 40 درصد از DNA ما را تشکیل می دهند.

به گفته محققان، به طور معمول، حیوانات جوان ترانسپوزون ها را به طور مرتب ذخیره می کنند، بنابراین سازماندهی شده و ساکت می مانند. با این حال، برخی از محققان اکنون شاهد فعال شدن ترانسپوزون ها در طول پیری حیوانات هستند، زمانی که فرآیندهای طبیعی برای خاموش کردن ترانسپوزون ها با افزایش سن کاهش می یابد. لاو می‌گوید: «کاهش آسیب‌های پیری همچنان یکی از اهداف مهم تحقیقات زیست‌پزشکی است، و این مطالعه با هدف تعیین اینکه آیا ترانسپوزون‌هایی که در طول پیری فعال می‌شوند می‌توانند حرکت کنند و در ژنوم‌های قدیمی‌تر تجمع کنند یا خیر، انجام شد.

تیم آزمایشگاه Lau از توالی یابی کل ژنوم و بیوانفورماتیک استفاده کرد تا نشان دهد که مگس های میوه طبیعی مسن تر می توانند از تجمع ترانسپوزون ها در DNA ژنومی جلوگیری کنند، حتی اگر RNA ترانسپوزون هنوز در طول پیری افزایش یابد. با این حال، به نظر می‌رسد حیوانات بیمارتر با جهش‌هایی که بر مسیرهای تداخل RNA تأثیر می‌گذارند، تعداد بیشتری از این نسخه‌های ترانسپوزون را در طول پیری در ژنوم جمع می‌کنند.

برای اینکه ببینند آیا این بیماری قابل درمان است یا خیر، محققان از ترفندهای ژنتیکی برای بهبود مسیرهای تداخل RNA در مگس ها استفاده کردند، این به مگس های مسن کمک کرد از افزایش RNA ترانسپوزون در سنین بالا جلوگیری کنند. علاوه بر این، آنها افزایش طول عمر را در این مگس‌های اصلاح‌شده مشاهده کردند، نتیجه‌ای که شبیه یافتن یک درمانگر عالی است که می‌تواند با شما در مورد مسائل صحبت کند و اجازه نمی‌دهد «چمدان‌های اضافی» مانند ترانسپوزون‌ها همچنان شما را سنگین کند.

فراتر از ژنوم، محققان BUSM همچنین کشف کردند که ترانسپوزون ها می توانند به صورت DNAهای دایره ای خارج کروموزومی تجمع کنند. این دایره های مرموز از ژنوم متمایز هستند و در سلول های سرطانی نیز دیده شده است. اگرچه ترانسپوزون های ژنومی فقط در مگس های جهش یافته جمع می شوند، اما این دایره ها ممکن است حتی در مگس های معمولی نیز تجمع پیدا کنند.

تلاش‌های آتی آزمایشگاه لاو، ادامه یافتن چگونگی تجمع DNA‌های دایره‌ای ترانسپوزون در طول پیری خواهد بود. و اگر افزایش تداخل RNA در حیوانات مسن تر می تواند علاوه بر RNA ترانسپوزون، DNA دایره ای را نیز متوقف کند. لاو می افزاید: «شاید همه ما بتوانیم از برخی درمان های خوب، نه تنها برای وضعیت عاطفی، بلکه برای ژنوم خود نیز استفاده کنیم».

این کار توسط کمک های مالی NIH R01-AG052465، R21-HD088792 و R01-GM135215 به NCL پشتیبانی شد. و برنامه درون مدرسه ای موسسه ملی دیابت و بیماری های گوارشی و کلیوی، موسسه ملی بهداشت (DK015602 تا EPL). سرمایه‌گذاران هیچ نقشی در طراحی مطالعه، جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها، تصمیم‌گیری برای انتشار یا تهیه نسخه خطی نداشتند.

منبع داستان:

مواد ارائه شده توسط دانشکده پزشکی دانشگاه بوستون. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.