هنگام ایجاد یک برنامه کامپیوتری، خطا در کد می تواند باعث ایجاد اشکال در نرم افزار شود. به طور مشابه، اشتباهات در کد ژنتیکی بدن ما، DNA، که در ساختارهایی به نام کروموزوم ذخیره می شود، می تواند باعث جهش در بدن شود. این جهش‌ها عامل بسیاری از بیماری‌های کشنده از جمله سرطان هستند. اکنون، محققان ژاپنی نور جدیدی را در مورد نوع خاصی از جهش ژنتیکی نشان داده اند: بازآرایی ناخالص کروموزومی (GCR).
در مطالعه جدیدی که در زیست شناسی ارتباطاتیک تیم چند نهادی به رهبری محققان دانشگاه اوزاکا، مخمرهای شکافت را برای شناسایی دو ژن کلیدی درگیر در فرآیند GCR تجزیه و تحلیل کردند.
محققان به ویژه به سانترومر، منطقه ای مهم برای جداسازی کروموزوم در طول تقسیم سلولی، علاقه مند بودند. سانترومر حاوی توالی‌های DNA تکرار شونده است و GCR در مناطقی که توالی‌های DNA تکرار می‌شوند رخ می‌دهد. Rad51 یک آنزیم کلیدی است که در نوترکیبی DNA نقش دارد و مواد ژنتیکی را مبادله می کند. با این حال، برخلاف آنچه می توان انتظار داشت، Rad51 به جای ارتقای GCR در سانترومر، آن را سرکوب می کند. این مبهم است که چگونه GCR ها با استفاده از تکرار سانترومر رخ می دهند.
برای یافتن ژن‌هایی که در بروز GCR دخیل هستند، جهش‌هایی را در مخمر فاقد Rad51 معرفی کردیم که سطوح افزایش یافته GCR را نشان می‌دهد. ما سلول‌هایی را جست‌وجو کردیم که سطوح کاهش یافته GCR را نشان دادند و دریافتیم که سلول‌های دارای جهش در ژن‌های Srr1 و Skb1 دارای GCR کمتری هستند، که نشان می‌دهد این ژن‌ها در بروز GCR نقش دارند.
تاکورو ناکاگاوا، نویسنده ارشد
سپس محققان ژن های Srr1 و Skb1 را در مخمر فاقد Rad51 حذف کردند و وقوع GCR را ارزیابی کردند. سلول‌های فاقد Srr1 و سلول‌های فاقد Skb1 نرخ کاهش GCR را نشان دادند. سلول‌های فاقد هر دو ژن، نرخ‌های کمتری از GCR را نشان دادند.
پیوشا مونگیا، نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: «تحلیل ما نشان داد که Srr1 و Skb1 در تشکیل ایزوکروموزوم‌ها، نوعی جهش ساختاری در کروموزوم، نقش دارند. از دست دادن Srr1 یا Skb1 منجر به کاهش قابل توجهی در تعداد ایزوکروموزوم های رخ داده شد.
یافته‌های تیم تحقیقاتی نشان‌دهنده گام مهمی در جهت درک مکانیسم‌های زیربنایی GCR در سانترومر است. از آنجایی که GCR ها در چندین اختلال ژنتیکی از جمله سرطان نقش دارند، درک فرآیند تشکیل GCR ممکن است توانایی ما را برای درمان برخی بیماری های ژنتیکی افزایش دهد.
منبع:
مرجع مجله:
مونگیا، پی. و همکاران. (2023). مخمر شکافت Srr1 و Skb1 باعث ایجاد ایزوکروموزوم در سانترومر می شود. زیست شناسی ارتباطات. doi.org/10.1038/s42003-023-04925-9.