اسرار ماده تاریک ژنوم انسان

از زمانی که XDP برای اولین بار در دهه 1970 کشف شد، این اختلال تاکنون فقط در افراد فیلیپینی تبار دیده شده است. دلیل این امر برای مدت طولانی یک راز بود تا اینکه متخصصان ژنتیک متوجه شدند که همه این افراد یک نوع منحصر به فرد از ژنی به نام TAF1 دارند.

به نظر می رسد شروع علائم توسط یک ترانسپوزون در وسط این ژن هدایت می شود که می تواند عملکرد آن را به گونه ای تغییر دهد که در طول زمان به بدن آسیب برساند. تصور می شود که این نوع ژن برای اولین بار حدود دو هزار سال پیش ظاهر شد و سپس در جمعیت ثابت شد. بوک می گوید: “ژن TAF1 یک ژن ضروری است، به این معنی که برای رشد و تولید مثل همه انواع سلول ها مورد نیاز است.” “وقتی بیان آن را تغییر می دهید، در نهایت با این نقص بسیار خاص مواجه می شوید که در این شکل وحشتناک پارکینسونیسم ظاهر می شود.”

مورد فوق یک مثال ساده از این است که چرا برخی از توالی های DNA در ژنوم تاریک می توانند عملکرد ژن های مختلف را کنترل کنند یا فرآیند تبدیل اطلاعات ژنتیکی به پروتئین را در پاسخ به سیگنال های محیطی فعال یا سرکوب کنند.

ژنوم تاریک همچنین حاوی دستورالعمل هایی برای ساخت انواع مختلف مولکول ها به نام RNA غیر کد کننده است. مولکول‌های RNA غیر کدکننده نقش‌های مختلفی مانند کمک به تشکیل پروتئین، مهار فرآیند تولید پروتئین یا کمک به تنظیم فعالیت ژن دارند. اونزین می گوید: RNA های تولید شده توسط ژنوم تاریک مانند هادی عمل می کنند و نحوه واکنش DNA به محیط را هدایت می کنند.

اکنون RNA غیر کدکننده به طور فزاینده ای به عنوان پیوندی بین ژنوم تیره و بیماری های مزمن مختلف در نظر گرفته می شود.

تفکر رایج این است که اگر به طور مداوم به ژنوم تیره سیگنال اشتباه بدهیم (مثلاً از طریق سبک زندگی سیگار کشیدن، رژیم غذایی نامناسب و کم تحرکی)، مولکول‌های RNA تولید شده می‌توانند بدن را در وضعیت بیماری قرار دهند و فعالیت ژن را در برخی از افراد تغییر دهند. مسیر. که باعث افزایش التهاب در بدن یا مرگ سلولی می شود.

درک روزافزون ما از اهمیت ژنوم تاریک اکنون به رویکردهای جدیدی برای درمان این بیماری ها منجر شده است. در حالی که صنعت داروسازی معمولاً روی پروتئین ها تمرکز می کند، برخی به این باور رسیده اند که تلاش برای مختل کردن RNA های غیر کدکننده که ژن های مسئول این فرآیندها را کنترل می کنند، ممکن است رویکرد مؤثرتری باشد.

در زمینه واکسن‌های سرطان، جایی که شرکت‌ها به‌طور ژنتیکی نمونه تومور بیمار را برای شناسایی هدف مناسب برای حمله سیستم ایمنی تعیین می‌کنند، بیشتر رویکردها فقط بر روی مناطق کدکننده پروتئین متمرکز شده‌اند. با این حال، شرکت داروسازی آلمانی Curroc در رویکردی پیشگام است که در آن مناطق غیر کد کننده پروتئین ها را نیز به امید یافتن هدفی که می تواند منبع سرطان را مختل کند، تجزیه و تحلیل می کند.

شرکت Onezin، Haya Therapeutics، یک برنامه توسعه دارویی را دنبال می کند که مجموعه ای از RNA های غیر کدکننده را هدف قرار می دهد که باعث ایجاد بافت اسکار یا فیبروز در قلب می شود. تشکیل بافت اسکار در قلب می تواند منجر به نارسایی قلبی شود.

محققان امیدوارند که این رویکرد بتواند عوارض جانبی بسیاری از داروهای رایج را به حداقل برساند. اونزین می گوید: «مشکل پزشکی مبتنی بر پروتئین این است که تنها حدود 20000 پروتئین در بدن وجود دارد و بیشتر آنها در سلول های مختلف و در مسیرهای غیر مرتبط با بیماری بیان می شوند. اما ژنوم تاریک در فعالیت خود بسیار خاص است. RNA های غیر کدکننده ای وجود دارند که فیبروز را فقط در قلب تنظیم می کنند، بنابراین با دارویی مبتنی بر آن، ممکن است یک داروی بسیار ایمن دریافت کنید.

ما در مورد آنچه که ژنتیک دانان به عنوان قوانین پایه توصیف می کنند، اطلاعات کمی داریم: این که چگونه این توالی های غیرکدکننده برای تنظیم فعالیت ژن با هم تعامل دارند. و چگونه این زنجیره‌های پیچیده تعاملات در طول زمان خود را به شکل بیماری نشان می‌دهند و مثلاً باعث تخریب عصبی که در بیماری آلزایمر دیده می‌شود؟