روشی که ژن ها در جنین های تک سلولی روشن می شوند ممکن است شبیه محرک سرطان باشد

هنگامی که یک جنین تشکیل می شود، ژن های آن – اهدایی توسط یک اسپرم و تخمک بارور کننده – ساکت هستند. به نوعی، در مراحل اولیه رشد، ژن های جنین باید روشن شوند. بدون این کلید حیاتی “ژن های روشن” در جنین، هیچ یک از ما اینجا نبودیم، اما به طور شگفت انگیزی اطلاعات کمی در مورد ظاهر کلید یا هویت “انگشت مولکولی” که کلید را فشار می دهد، وجود ندارد.

با تشکر از تحقیقاتی که امروز در گزارش های سلولیبا این حال، جنین شناسان اکنون این سوئیچ را توصیف کرده اند و می توانند هویت انگشتی را که آن را فشار می دهد، آشکار کنند. این مطالعه یک تلاش مشترک بین زیست شناسان دانشگاه باث، دانشگاه کمبریج و همکارانش در آلمان و ایالات متحده بود.

این تیم با ترکیب یک روش پیشرفته برای تزریق اسپرم به تخمک با جدیدترین تکنیک ها در توالی یابی RNA پیام رسان (mRNA) به کشف خود در موش ها دست یافتند.

mRNA یک «واسطه» ژنتیکی است که اطلاعات را از ژن‌ها می‌خواند و آن‌ها را به مناطقی در سلول می‌رساند که پروتئین‌ها (بلوک‌های سازنده حیات) در آن ساخته می‌شوند. mRNA در تخم‌ها قبل از لقاح تولید می‌شود، اما وقتی ژنوم روشن می‌شود، در جنین نیز تولید می‌شود: محققان توانستند بین این دو نوع تمایز قائل شوند و کلید «روشن» جنین را مشخص کنند.

رویکرد آنها فعالیت ژن را در زمان‌های دقیق پس از لقاح در جنین‌های جدید شناسایی کرد. مشخص شد که در جنین موش، فعالیت در عرض چهار ساعت پس از تزریق اسپرم شروع می‌شود و از یک برنامه پیروی می‌کند: ژن‌ها خواه ناخواه روشن نمی‌شوند، بلکه به ترتیبی از پیش تعیین شده هستند.

این تیم برای اولین بار در هر گونه، توالی فعال سازی ژن را با این ترتیب از پیش تعیین شده در جنین های تک سلولی شناسایی کردند و نشان دادند که عملکرد ژن های فعال با ویژگی های رشد اولیه جنین مطابقت دارد.

دانشمندان قبلاً در بسیاری از موارد بررسی کرده اند که کدام “انگشتان مولکولی” روی کدام ژن تغییر می کند، و به همین دلیل، نویسندگان مطالعه جدید توانستند پیش بینی کنند که کدام انگشتان در شروع رشد جنینی مسئول هستند: اثر انگشت برخی از آنها روی آن بود. ژن های جنین، به انگشتان مقصر اجازه می دهد تا شناسایی شوند.

در یک چرخش فوق‌العاده، این کارآگاهی نشان داد که بسیاری از مظنونان به سرطان نیز مرتبط هستند.

پروفسور تونی پری که سرپرستی این تحقیق را از دپارتمان علوم زیستی در Bath بر عهده داشت، می‌گوید: «بسیاری از عوامل مسئول آغاز فعالیت ژن در جنین‌ها مدت‌هاست که به عنوان انکوژن‌های اصلی شناخته شده‌اند. “به احتمال زیاد، سرطان زایی، جنین زایی را خلاصه می کند.”

این تیم کار کارآگاهی خود را با نشان دادن اینکه فاکتورهای مشکوک (“انگشتان مولکولی”) واقعاً در جنین های تک سلولی وجود دارد که آنها را از تخم به ارث می برند، دنبال کردند. هنگامی که آنها با استفاده از مهارکننده هایی که فعالیت آنها را پس از لقاح مسدود می کند از کارکرد این عوامل جلوگیری کردند، رشد جنین ها تقریباً بلافاصله متوقف شد.

محققان به دنبال یک انگشت مولکولی -یک عامل مرتبط با سرطان به نام c-Myc- رفتند. اگر c-Myc واقعاً مسئول روشن کردن ژن‌ها در شروع توسعه بود، گروه استدلال می‌کردند که مهار آن باید از تغییر جلوگیری کند. این دقیقاً همان چیزی است که آنها دریافتند: بدون فعالیت c-Myc، بسیاری از ژن‌ها روشن نمی‌شدند، که نشان می‌دهد c-Myc در واقع یک انگشت مولکولی است که ژن‌های جنین را روشن می‌کند.

این گروه پیشنهاد می‌کنند که c-Myc و سایر عوامل تا زمانی که خود با لقاح فعال شوند در تخمک‌ها نهفته هستند. این کار روی موش‌ها با یافته‌هایی که اخیراً توسط محققان منتشر شده است همپوشانی دارد که نشان می‌دهد فعالیت ژنی در جنین انسان نیز از مرحله تک سلولی شروع می‌شود.

دکتر ماکی آسامی، همچنین از باث و نویسنده اصلی این کار، گفت: «بسیاری از ژن‌هایی که از ابتدا در جنین‌های تک سلولی موش و انسان فعال می‌شوند، همتا هستند. دخالت فاکتورهای رونویسی انکوژنیک یکسان در هر دو گونه پیش‌بینی شده است.

بنابراین به نظر می‌رسد که یافته‌های این مطالعه نه تنها مکانیسم‌هایی را که شروع رشد پستانداران را تنظیم می‌کنند، روشن می‌کند، بلکه نوید می‌دهد که صحنه‌ای را برای بینش‌های تغییردهنده بازی در مورد فرآیندهایی که باعث ایجاد سرطان می‌شوند، که در اکثر موارد گریزان هستند و ناشناخته باقی می‌مانند، فراهم کند.

پروفسور پری گفت: “کار ما می تواند فصل بالینی جدیدی را برای تشخیص زودهنگام سرطان باز کند.”

او افزود که امیدوار است راهبردهای ارائه شده توسط کارآگاهی تیم را دنبال کند تا بتوان از شباهت‌های بین جنین و سرطان در آینده برای رفع شکاف‌ها در درک ما از هر دو سوء استفاده کرد.