در مقاله قبل درباره ۱۹۳۸ ترکیب شیمیایی جدیدی که کشف شد صحبت کردیم و در این مقاله میخواهیم در مورد کج شدن و کشیدگی DNA که زمینه ساز جهش در ژنوم است، صحبت کنیم.
محققان، روش نگاه به DNA را تغییر داده اند. آنها نشان می دهند که DNA بسیار بیشتر از یک توالی خطی است. DNA ساختار سه بعدی دارد، که به طور معنادار و پیوسته بر تنوع جهش در سطح ژنوم انسان تأثیر می‌گذارد.
شرح پژوهش
هر سلول بدن، اطلاعات ژنتیکی خود را در DNA به شکلی پایدار و محافظت شده ذخیره می‌کند که به راحتی در دسترس سلول برای انجام فعالیت‌های خود قرار میگیرد. با این وجود، جهش (تغییرات در اطلاعات ژنتیکی ) در سرتاسر ژنوم انسان رخ می دهد و می تواند تأثیر زیادی بر سلامت و تکامل انسان داشته باشد.
دکتر ابول گفت: تیم ما به یک سوال در مورد جهش علاقه مند است، چرا جهش در ژنوم از یک مکان DNA به مکان دیگر بسیار متفاوت است؟ ما فقط درک روشنی از چرایی این اتفاق نداریم.
مطالعات قبلی نشان داده‌اند که توالی‌های DNA در کنار یک موقعیت جهش‌یافته نقش مهمی در میزان جهش دارند. دکتر سمعی گفت: اما این توضیح، هنوز سؤالات بی پاسخی را باقی می گذارد. به عنوان مثال، یک نوع جهش اغلب در توالی خاصی رخ می دهد در حالی که نوع دیگری از جهش به ندرت در بافت توالی مشابه رخ می دهد. بنابراین، ما فکر می کنیم که مکانیسم متفاوتی می تواند توضیح دهد که چگونه نرخ جهش در ژنوم متفاوت است. ما می دانیم که هر بلوک یا پایه ای که یک دنباله DNA را می سازد، شکل شیمیایی سه بعدی خود را دارد. بنابراین، ما پیشنهاد کردیم که بین شکل DNA و جهش ارتباط وجود دارد.
کدهای ژنتیکی به‌عنوان رشته‌ای از پایه‌ها نوشته می‌شود که بیش از حد پیچیده شده و به حلقه‌هایی محدود می‌شوند، که همه آنها بر هر جنبه‌ای از فعالیت DNA تأثیر می‌گذارند. با کمال تعجب، اکثر آنالیزهای ژنومی DNA را صرفاً به عنوان رشته ای از پایگاه ها در نظر می گیرند و این واقعیت را نادیده می گیرند که هر پایه یک شکل دارد.
زیان لیو، دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه سامی گفت: ما یک مدل آماری را تنها با استفاده از اطلاعات ساختاری DNA ساختیم، و داده‌های توالی را نادیده گرفتیم. ما از این مدل برای تعیین دقیق ویژگی‌های شکل DNA ، مانند کشیدگی، پیچ و تاب یا کج شدگی، استفاده کردیم. خواص ساختاری به طور قابل ملاحظه ای مشابه است.
لیو گفت: ما دریافتیم که کج شدن و کشیدگی DNA (فاصله بین بلوک های سازنده در دو رشته DNA که مارپیچ دوگانه را تشکیل می دهند) یکی از ویژگی های ساختاری برتر است که تعیین می کند آیا یک مکان قابل تغییر است یا خیر.
سامی گفت: اگرچه ما انتظار این نتایج را داشتیم، اما پیش‌بینی نمی‌کردیم که برای همه انواع جهش‌ها، ویژگی ساختاری DNA یکسان، میتواند بر کج شدن و کشیدگی DNA در تأثیرگذاری بر میزان جهش اهمیت مشابهی داشته باشد.
شیب DNA دومین ویژگی ساختاری بود که بیشترین تأثیر را بر میزان جهش و کج شدن و کشیدگی DNA در همه انواع داشت. ما تأیید کردیم که شکل DNA در مناطق مرتبط با عملکرد ژنوم انسان، مانند مکان‌های اتصال پروتئین به DNA که بیان ژن را تنظیم می‌کنند، در بسیاری از گونه ها حفظ شده است.
مدل‌های DNA ایی که جهش توسعه‌یافته ایی توسط دکتر لیو و دکتر سامی داشته اند، عملکرد مشابه یا بهبود یافته‌ای را در مقایسه با مدل‌های مبتنی بر توالی و نقاط حساس جهش نشان دادند.
دکتر لین ، پروفسور ویروس شناسی مولکولی و میکروبیولوژی در بیلور ، خاطرنشان می کند: من از این پیشرفت لیو و سامی بسیار هیجان زده هستم. البته DNA چیزی بیش از یک رشته حروف است.
نتیجه پژوهش
دکتر سامی گفت: در ۲۰ سال گذشته، ژنوم انسان به عنوان یک توالی خطی از بلوک های سازنده دیده شده است. اما مطالعات ما و سایرین نشان می دهد که DNA بسیار گسترده تر است؛ ساختاری سه بعدی دارد که معنای مهمی دارد. معنایی که در توضیح تغییرات نرخ جهش بسیار سازگار است و احتمالاً در بین گونه‌ها حفظ می‌شود.
