ژنی که سرعت جهش را در موش ها شکل می دهد

هر ارگانیسمی با چند جهش در ژنوم خود متولد می شود که از نظر ژنتیکی با والدین هر دو متفاوت است. چنین تغییراتی در کد ژنتیکی یک فرد، تنوعی را ایجاد می‌کند که به طبیعت اجازه می‌دهد تا صفات مفیدی را انتخاب کند که باعث تکامل یک گونه می‌شود.

نوع جهش ها و سرعت ظاهر شدن آنها بین افراد و گونه ها متفاوت است. برخی از محققان گمان می کنند که عوامل محیطی باعث بیشتر این تغییرات می شود. برخی دیگر گمان می کنند که برخی از این تغییرات دارای یک مبنای ژنتیکی است که ممکن است بر استعداد ابتلا به سرطان نیز تأثیر بگذارد، زیرا سرطان می تواند در اثر جهش در سلول های اندام آسیب دیده ایجاد شود.

یک تیم مشترک به رهبری محققان دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سیاتل اکنون گزارش داده اند که منطقه ای را در ژنوم موش پیدا کرده اند که در آن تنوع ژنتیکی با تفاوت در میزان جهش بین افراد مرتبط است. انواع ژنتیکی مرتبط با یک صفت خاص، آلل نامیده می‌شوند، از این رو انواعی که بر میزان جهش تأثیر می‌گذارند، آلل‌های جهش‌یافته نامیده می‌شوند.

کلی هریس، استادیار علوم ژنوم در دانشکده پزشکی UW گفت: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که حداقل یک آلل جهش‌یافته در طبیعت وجود دارد، و این چیزی است که ما مدتی در تلاش برای نشان دادن آن بوده‌ایم.»

هریس و همکارانش یافته‌های خود را امروز، 11 می، در مجله گزارش می‌دهند طبیعت.

برای یافتن آلل جهش‌یافته، محققین توالی ژنوم موش‌های همخون را تعیین کردند. دانشمندان با جفت گیری برادران و خواهران برای نسل های زیادی چنین جمعیت هایی را ایجاد می کنند. موش های به دست آمده دارای ژنوم بسیار استانداردی هستند که مطالعه ارتباط ژنتیکی با صفات پیچیده را آسان تر می کند.

برای این مطالعه، محققان خطوط همخون را که از جفت گیری دو لاین به نام سویه های “B” و “D” ایجاد شده بودند، توالی یابی کردند. بسیاری از این فرزندان BXD ژنوم‌هایی داشتند که 50% B و 50% D بودند، اما با این آلل‌ها به‌طور تصادفی در ترکیب‌های مختلف مخلوط شدند.

قدیمی ترین لاین های BXD درون نژادی نزدیک به 50 سال در اسارت نگهداری شدند. اگرچه ژنوم هر خط نسبتاً پایدار باقی ماند، اما همه جهش‌های اکتسابی و برخی از خطوط سریع‌تر از سایرین جهش پیدا کردند. این تفاوت در میزان جهش این امکان را برای محققان فراهم کرد تا آلل های مرتبط با نرخ بالاتر یا پایین جهش را شناسایی کنند. به طور خاص، آنها منطقه ای از ژنوم موش را پیدا کردند که بر سرعت یک جهش خاص تأثیر می گذارد که در آن نوکلئوتید DNA سیتوزین (C) با مولکول DNA آدنین (A) تعویض می شود، به اصطلاح “C-to-A”. “جهش.

محققان دریافتند که موش هایی که ژنوم آنها جهش های C-to-A را با سرعت بیشتری انباشته می کند، تمایل به داشتن بخشی از DNA در کروموزوم چهارم دارند که از خط D به ارث رسیده است.

هریس گفت: «موش‌هایی که یک آلل از والد D در این یک مکان روی کروموزوم چهار داشتند، جهش‌های C-to-A را با نرخ 50 درصد بیشتر از موش‌هایی که این مکان را از والد B به ارث برده بودند، انباشته کردند.

هریس گفت: منطقه مرتبط با نرخ جهش بالاتر حاوی 76 ژن است. تجزیه و تحلیل بعدی برای اینکه ببینند کدام ژن ممکن است باعث جهش بیشتر شود، آنها را به ژنی به نام Mutyh هدایت کرد.

Mutyh پروتئینی را رمزگذاری می کند که در همانندسازی و ترمیم DNA نقش دارد و در انسان با سندرم سرطان کولورکتال مرتبط است. هریس گفت که آنها نمی توانند این احتمال را رد کنند که دیگر ژن های نزدیک نقشی در افزایش نرخ جهش های C-to-A در این موش ها نداشته باشند، اما ارتباط Mutyh با سرطان در انسان، آن را به مظنون اصلی تبدیل می کند.

هریس گفت: «یافته‌های ما به این نظریه می‌افزاید که آلل‌های جهش‌یافته طبیعی بر تغییرات جهش‌های مشاهده شده در انسان تأکید می‌کنند و نشان می‌دهند که می‌توان با استفاده از رویکرد ما با ارگانیسم‌های مدلی مانند موش نقشه‌برداری کرد.

اولین نویسنده مقاله، توماس ا. ساسانی اکنون با Recursion Pharmaceuticals در یوتا است. نویسندگان دیگر عبارتند از دیوید جی. اشبروک، لو لو و رابرت دبلیو ویلیامز از مرکز علوم بهداشتی دانشگاه تنسی. آنابل بیچمن در UW; آبراهام آ. پالمر از دانشگاه کالیفرنیا در سن دیگو. و جاناتان کی پریچارد از دانشگاه استنفورد.