نقش پیچیده DNA در درمان بیماری های مهلک

مطالعه‌ای پیشگامانه توسط موسسه گاروان بیش از ۵۰,۰۰۰ ساختار i-motif را در ژنوم انسان شناسایی کرده است و نقش مهم آنها در تنظیم ژن و پتانسیل آنها در توسعه درمان سرطان را نشان می‌دهد. بررسی ساختارهای پنهان DNA ممکن است راه‌های جدیدی برای تشخیص و درمان بیماری‌ها، از جمله سرطان، باز کند.

رمزگشایی از ساختارهای مرموز i-motif در DNA

DNA به علت داشتن شکل مارپیچی دوگانه معروف است، اما ژنوم انسان حاوی بیش از ۵۰,۰۰۰ ساختار غیرمعمول و گره‌مانند به نام i-motif است که توسط محققان موسسه گاروان کشف شده است. امروز (۲۹ آگوست) در ژورنال EMBO، اولین نقشه جامع از این ساختارهای منحصر به فرد DNA منتشر شده است که نور جدیدی بر نقش‌های احتمالی آنها در تنظیم ژن‌ها و بیماری‌ها می‌اندازد.

در مطالعه‌ای برجسته در سال ۲۰۱۸، دانشمندان گاروان برای اولین بار i-motif را در سلول‌های زنده انسان با استفاده از ابزاری جدید که برای شناسایی و اتصال به i-motif‌ ها توسعه داده بودند، مستقیماً مشاهده کردند. پژوهش‌های حاضر بر اساس یافته‌های قبلی با استفاده از این آنتی‌ بادی برای شناسایی مکان‌های i-motif در سرتاسر ژنوم انجام شده است.

نقش کلیدی i-motif ها در تنظیم ژن

i-motif ها ساختارهای DNA هستند که از شکل معروف مارپیچ دوگانه متفاوت هستند. آنها زمانی تشکیل می‌شوند که بخش‌های سیتوزینی در رشته‌های DNA با یکدیگر جفت شوند و سازه‌ای چهار رشته‌ای و پیچیده‌ای را تشکیل دهند که از مارپیچ دوگانه بیرون می‌زند.

محققان دریافتند که i-motif ها به صورت تصادفی در ژنوم پراکنده نیستند، بلکه در مناطق کلیدی عملکردی ژنوم، از جمله مناطقی که فعالیت ژن را کنترل می‌کنند، متمرکز شده‌اند.

«ما کشف کردیم که i-motif ها با ژن‌هایی مرتبط هستند که در زمان‌های خاصی از چرخه سلولی فعال هستند. این نشان می‌دهد که آنها در تنظیم فعالیت ژن‌ها نقش دینامیکی ایفا می‌کنند» می‌گوید کریستین دیوید پنا مارتینز، مسئول پژوهش در آزمایشگاه درمان‌های آنتی‌ بادی و نویسنده اول این مطالعه.

«ما همچنین دریافتیم که i-motif ها در ناحیه پروموتر ژن‌های سرطانی از جمله ژن MYC، که یکی از اهداف "دست‌نایافتنی" سرطان می‌باشد، تشکیل می‌شوند. این فرصتی مهیج برای هدف قرار دادن ژن‌های مرتبط با بیماری از طریق ساختار i-motif ارائه می‌دهد»

پتانسیل درمانی i-motif ها

«وجود گسترده i-motif ها در نزدیکی این توالی‌های "جام مقدس" که در سرطان‌های غیرقابل درمان نقش دارند، امکانات جدیدی برای روش‌های تشخیصی و درمانی باز می‌کند. ممکن است بتوان داروهایی طراحی کرد که i-motif ها را هدف قرار دهند تا بیان ژن را تحت تأثیر قرار دهند، که می‌تواند گزینه‌های درمانی موجود را گسترش دهد» می‌گوید استاد مشاور سارا کومرفلد، مدیر علمی موسسه گاروان و هم‌نویسنده این مطالعه.

پروفسور کریست اضافه می‌کند که نقشه‌برداری i-motif ها تنها از طریق تخصص برجسته گاروان در توسعه آنتی‌ بادی و ژنومیک ممکن شده است. «این مطالعه نمونه‌ای از این است که چگونه تحقیق بنیادی و نوآوری فناوری می‌توانند با هم ترکیب شوند تا کشفیات تغییرآور ایجاد کنند»