همتاسازی هزاران ژن در واکنشی منحصربهفرد
مجله علمی ایلیاد - با روشی جدید که اخیراً دانشمندان توسعه دادهاند، همه چیز بهصورت چشمگیری در تحقیقات ژنتیک سرعت گرفته است. در این روش هزاران ژن در یک واکنش همتاسازی میشوند. این تکنولوژی جدید که «کاوشگر لسو» نام دارد را میتوان برای ایجاد کتابخانهای از پروتئینهای نمونههای دیانای بهکار برد. با جایگزین کردن این تکنولوژی با تکنولوژیهای کُند کنونیِ همتاسازی ژنها، تحقیقات برای داروهای جدید بسیار سرعت خواهد گرفت. همتاسازی در واقع تکنولوژیای برای همتاسازی حیوان خانگی محبوب شما، پس از مردنش نیست. همتاسازی که اینجا مد نظر است، همتاسازی مولکولی است. این همتاسازی فرآیندی طبیعی است که حشرات، باکتریها یا گیاهان را قادر به تکثیر میکند.
دانشمندان با دو هدف دیانایها را با به دست آوردن اطلاعات در مورد ژنی خاص و یا دستکاری اطلاعات ژنتیکی در سلول، برای دادن ویژگی جدیدی به سلول همتاسازی میکنند. در هر دو حالت، دانشمندان به میلیونها کپی از مولکول دیانای در لولهی آزمایش نیاز دارند. برای اینکه کار ژن را با همتاسازی دیانای و توصیف پروتئینهای آن بفهمیم، لازم است ژن به ژن این کار انجام شود. روش استاندارد توالی که «پروب معکوس مولکولی» نامیده میشود، شامل گرفتن قسمتهای کوچکی از دیانای، شامل ۲۰۰ جفت باز و وصل کردن آنها برای درآوردن کد کل ژنوم انسان است. وصل کردن این قسمتهای کوچک بههم برای تشکیل توالی ژنی کامل ساده نیست، اما راه دیگری برای توالی قسمتهای دیانای وجود نداشته و همین باعث کند شدن سرعت تحقیقات شده بود.
«بیجو پارکادن»، از دانشگاه راتگرز که یکی از اعضای این گروه تحقیقاتی است میگوید: «ما فکر میکنیم همتاسازی پروتئینها و مولفههای ژنتیکی دیگر به روشی سریع، مقرون به صرفه و با توان بالا، تحقیقات زیستی در مسیر کشف عملکرد مولکولهای کد شده توسط ژنومها را سرعت بخشیده و با سرعت تولید دادههای توالی ژنومی جدید، مطابقت پیدا خواهد کرد.» در این مطالعهی جدید، کاوشگر لسو میتواند هزاران قسمت بلند دیانای را به دام انداخته و همتاسازی کند. محققان امیدوار هستند این روش جدید، مرزهای آنچه در حال حاضر قادر هستیم انجام دهیم را گسترش دهند.
«بن لارمان» از دانشکدهی پزشکی دانشگاه جان هاپکینز که محقق همکار این پژوهش است، میگوید: «هدف ما ارزان و ساده کردن همتاسازی و توصیف تمامی پروتئینها از تمامی اُرگانیسمها برای محققان تمامی رشتهها است. تا به امروز این چشمانداز فقط برای کنسرسیوم تحقیقاتی سطح بالایی که اُرگانیسمهایی چون مگس میوه یا موش را مطالعه میکردند، ممکن بود.»
این روش جدید چگونه کار میکند؟
مجموعهای از کاوشگرهای لسو، برای گرفتن رشتهی دیانایِ خواسته شده استفاده میشود. میتوانید آنرا همچون طنابی کمنددار در نظر بگیرید که برای گرفتن گاو استفاده میشود. کاوشگرهای لسو بهجای هدف قرار دادن شاخهای تیز گاو، رشتهی دیانای تا چند هزار جفت باز که طول کد پروتئین ژن است را هدف قرار میدهند.
در این مطالعه از کاوشگرهای لسو برای به دام انداختن ۳۰۰۰ قسمت دیانای از ژنوم باکتریهای «ایکولای» استفاده شد و نتایج نشان دادند که پروبها با موفقیت حدود ۷۵ درصد، ژنهای هدف قرار گرفته را به دام انداختند. همچنین مزایای دیگری نیز در استفاده از روش کاوشگر لسو وجود دارد. محققان میگویند رشتهها به روشی به دام افتادند که به آنها اجازه میداد تا کار پروتئین ژنها را تحلیل کنند و این را با مقاوم کردن سلول به آنتی بیوتیک که در غیر اینصورت توسط آنتی بیوتیک کشته میشد، نشان دادند.
محققان همچنین قادر بودند، کتابخانهی پروتئینی از نمونهی میکروبیوم انسان به دام انداخته و همتاسازی کنند. آنها امیدوار هستند این کار به بهبود دقت در پزشکی کمک کرده و به کشف داروهای جدید برای طیفی از بیماریها منجر شود. لارمن میگوید: «ما در مورد پتانسیلهای کاربردی همتاسازی لسو بسیار هیجان زدهایم و امیدواریم تعداد پروتئینهایی که با این روش میتوان بهطور موازی بیان کرد، افزایش یابد. در این صورت مسیر به سوی زیستشناسی هیجانانگیز و درمانهای بیومولکولی جدید برای بسیاری از محققان بهشدت کوتاه خواهد شد.»
نوشته: اندرو استبلتون
ترجمه: معصومه رحیمی - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: معصومه رحیمی - مجله علمی ایلیاد