ابزار جدید مکان‌های امنی را برای معرفی ژن‌ها به DNA انسان شناسایی می‌کند

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۱۴ دسامبر ۲۰۲۲
لینک منبع: New Tool Identifies Safe Places To Introduce Genes Into Human DNA

دانشمندان بیمارستان تحقیقاتی کودکان سنت جود ابزاری ساخته‌اند که می‌تواند مکان‌های امنی را برای وارد کردن ژن‌ها به DNA انسان پیدا کند. این ابزار گامی اولیه در روند بهبود ایمنی و اثربخشی درمان‌های ژنی و سلولی است. این تحقیق اخیرا در مجله Genome Biology منتشر شده‌است.

یونگ چنگ، دکترای بخش هماتولوژی سنت جود، نویسنده همکار، گفت: «ما نقشه‌های گوگل را برای ویرایش ژنوم ایجاد کرده‌ایم.» با این ابزار، ما یک رویکرد جدید برای شناسایی مکان‌هایی برای ادغام ایمن یک کاست ژن ارائه می‌کنیم. دستورالعمل‌های گام به گام ایجاد کردیم، بنابراین می‌توانید مراحل را دنبال کنید و به راحتی مکان‌های جاگیری امن را در بافت‌های خاص پیدا کنید.

ژن درمانی، که در آن یک کپی از یک ژن ناکارآمد به بیمار داده می‌شود، موفقیت خود را در درمان برخی اختلالات ژنتیکی نشان داده‌است. با این حال، نگرانی‌های ایمنی در این زمینه وجود داشته است، مانند فعال شدن ناخواسته یک انکوژن که باعث سرطان در برخی بیماران می‌شود.

در نتیجه، دانشمندان به دنبال «محل‌های امن جاگیری» در ژنوم یا مکان‌هایی بوده‌اند که ممکن است یک ژن بدون ایجاد سرطان یا مسائل دیگر معرفی شود. محققان خط لوله‌ای را توسعه دادند که با استفاده از اطلاعات ژنومی و اپی‌ژنتیکی از بافت‌های خاص مانند سلول‌های خونی، مکان های جاگیری امن را جستجو می‌کند.

روشی جدید برای یافتن مکان‌های جاگیری امن

این ابزار با استفاده از داده‌های پروژه ۱۰۰۰ ژنوم، توالی‌های DNA را که بین افراد سالم بسیار متغیر است، مقایسه می‌کند. محققان استدلال کردند که اگر یک ناحیه DNA اغلب در افراد سالم حذف یا وارد شود، احتمالاً می‌توان آن را با ژن درمانی به‌طور ایمن اصلاح کرد.

چنگ گفت: «روش ما روشی جدید برای شناسایی مکان‌های جاگیری امن ژنومی به روشی خاص بافتی است. هیچ کس آن را از این زاویه امتحان نکرده‌است. اولین قدم ما یافتن جایگاه‌های ژنومی بود که فراوانی درج یا حذف را در افراد سالم نشان می‌دهند.

اگر DNA یک سلول واحد یک رشته باشد، طول آن دو متر خواهد بود. اما علاوه‌بر توالی خطی، DNA می‌تواند با استفاده از کروماتین، پروتئین‌های مرتبط با DNA، به ساختارهای سه‌بعدی پیچیده حلقه بزند تا درون یک سلول قرار بگیرد. درست مانند یک رشته،DNA می‌تواند حلقه‌هایی داشته باشد که بر عملکرد آن تأثیر می‌گذارد. ابزار سنت جود، حضور این حلقه‌ها و سایر ساختارها را هنگام جست‌وجوی مکان‌های جاگیری امن در دسترس در نظر می‌گیرد.

چن گفت: «ابزار ما ساختار سه بعدی DNA را ارزیابی می‌کند زیرا DNA انسان یک ساختار خطی یک بعدی نیست، بلکه در واقع سه بعدی است.» بنابراین، بخش‌هایی از DNA ممکن است در توالی خطی DNA بسیار دور باشند، اما ممکن است به دلیل حلقه‌ای بودن ساختار سه‌بعدی، از نظر فیزیکی در کنار یک‌دیگر باشند. در این حالت، نزدیکی سه بعدی مهم‌تر از فاصله خطی است.

ایجاد تعادل ایمنی و بیان ژن درمانی

چنگ گفت: «ژن درمانی ایمن به دو چیز نیاز دارد. شماره یک، حفظ بیان بالای ژن جدید. و شماره دو، ادغام باید حداقل تأثیرات را بر روی ژنوم طبیعی انسان داشته باشد، که یک نگرانی عمده برای افرادی است که ژن درمانی انجام می‌دهند.

دانشمندان دریافتند که ژن‌های قرار داده شده در مکان‌های جاگیری امن که توسط ابزارشان شناسایی شده‌اند، بیان خود را در طول زمان حفظ می‌کنند. محققان هم‌چنین نشان دادند که اگر یک ژن را در یکی از مکان‌های جاگیری امن که توسط ابزارشان شناسایی شده‌است قرار دهند، کم‌تر از یک مکان کلاسیک جاگیری امن بر روی ژن‌های مجاور تأثیر می‌گذارد.

ابزاری به نام نقشه نگار جاگیری امن با هدایت ژنومیک و اپی‌ژنتیک(GEG-SH mapper) به صورت رایگان در دسترس است.

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات ژنتیک ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.