هياكل غريبة من الحمض النووي مرتبطة بالسرطان في الفئران

بالعربي/ قد تتسبب الإنزيمات المفقودة في ظهور عقدة مزعجة في الحمض النووي.

أظهرت دراسة جديدة أجريت على الفئران أن هياكل الحمض النووي المتشابكة والملفوفة بشكل غريب يمكن أن تكون مرتبطة بالسرطان.

يشبه الحمض النووي عادةً سلمًا ملتويًا. لكن فقدان الإنزيمات الرئيسية في الجسم يتسبب في تشابك الجزيئات الجينية في حلقات وعقد غريبة ، وعلى الأقل في الفئران ، قد تؤدي هياكل الحمض النووي الغريبة هذه إلى تطور السرطان ، حسبما أفاد العالم .

على وجه التحديد ، يبدو أن عائلة من الإنزيمات المعروفة باسم إنزيمات ten-11 translocation (TET) مهمة لمنع الحمض النووي من تكوين هذه العقد المزعجة ، وفقًا للدراسة التي نُشرت في 22 ديسمبر في مجلة Nature Immunology . تعمل إنزيمات TET على بدء عملية إزالة مجموعات الميثيل – “أغطية كيميائية” تتكون من ثلاث ذرات هيدروجين وذرة كربون واحدة – من سطح جزيئات الحمض النووي. تمنع مجموعات الميثيل جينات معينة داخل الحمض النووي من أن يتم تشغيلها ، لذلك من خلال المساعدة على إزالة مجموعات الميثيل هذه ، تلعب إنزيمات TET أدوارًا رئيسية في تنظيم نشاط الجين وتطوره. 

ومع ذلك ، تشير الدراسات إلى أنه عندما لا تحمل الخلايا ما يكفي من إنزيمات TET ، فإن هذا النقص قد يساهم في تطور السرطان . في خلايا الدم البيضاء ، على وجه الخصوص ، كشفت الأبحاث عن وجود علاقة قوية بين نقص إنزيمات TET وظهور السرطان.

للكشف عن سبب هذا الارتباط ، أجرى العلماء دراسة حذفوا فيها اثنين من ثلاثة إنزيمات TET للثدييات – TET2 و TET3 – من خلايا الدم البيضاء للفئران. استخدموا التعديل الجيني لحذف جينات TET2 و TET3 من الخلايا البائية الناضجة للقوارض ، وهي نوع من خلايا الدم البيضاء. في غضون أسابيع قليلة ، طورت الفئران سرطان الغدد الليمفاوية للخلايا البائية ، وهو سرطان الخلايا البائية.

قالت أنجانا راو ، كبيرة مؤلفي الدراسة وعالمة الأحياء الخلوية والجزيئية في معهد لا جولا لعلم المناعة في كاليفورنيا ، لصحيفة ذا ساينتست: “اتضح أنه يشبه هذا المرض البشري المسمى DLBCL” ، والذي يرمز إلى ورم الغدد الليمفاوية للخلايا B الكبيرة المنتشرة. وأوضح راو أن سرطان الغدد الليمفاوية عند البشر ينشأ فيما يسمى بالمراكز الجرثومية ، حيث تلتقي الخلايا التائية ، وهي نوع آخر من خلايا الدم البيضاء ، مع الخلايا البائية لصنع الأجسام المضادة .

قام الفريق بعد ذلك بتكبير الحمض النووي لهذه الفئران ووجدوا أن الجزيئات الجينية قد انحرفت إلى أشكال غير عادية. 

في بعض الأماكن ، يكون الحمض النووي قد انثنى في G-quadruplexes ، والتي تتشكل إما عندما ينثني جزيء DNA مزدوج الشريطة على نفسه أو عندما ترتبط خيوط DNA متعددة في جوانين واحد ، أحد الأحرف الأربعة في الشفرة الجينية للحمض النووي ، ذكرت Live Science سابقًا . عندما يحدث هذا ، يأخذ الحمض النووي شكل اللولب الرباعي ، بدلاً من الحلزون المزدوج ، هيكل السلم الملتوي الكلاسيكي. تظهر هذه العقد الغريبة ذات الأربع سلاسل في الخلايا السرطانية بمعدلات أعلى بكثير من الخلايا السليمة ، وقد تم ربطها بقدرة الخلايا السرطانية على الانقسام السريع ، وفقًا لـ Live Science. المحتوى ذي الصلة

أفاد الباحثون أنه في أماكن أخرى من الحمض النووي للفئران ، انزلق جزيء جيني آخر يسمى RNA بين جانبي الحلزون المزدوج للحمض النووي. تتداخل هذه الهياكل المتشابكة ، المعروفة باسم حلقات R ، مع تكرار الحمض النووي ، وبالتالي يمكن أن تسبب عدم الاستقرار الجيني المرتبط بالسرطان.

وجد الفريق أن الحمض النووي للفئران المعدلة وراثيًا يحمل عددًا أكبر بكثير من الحلقات الرباعية والحلقات R مقارنة بالحمض النووي للفئران غير المعدلة وراثيًا. بالإضافة إلى ذلك ، مقارنة بالفئران غير المعدلة وراثيًا ، أظهرت الفئران المعدلة وراثيًا نشاطًا متضخمًا في إنزيم يسمى DNMT1 ، والذي يلتصق مجموعات الميثيل بالحمض النووي. عادة ، يوازن إنزيمات TET و DNMT1 بعضهما البعض ، حيث تزيل واحدة مجموعات الميثيل وتضيفها الأخرى. لكن في الفئران المعدلة وراثيًا ، انقطع هذا التوازن ، وأصبح حمضها النووي متشابكًا وسرعان ما تحولت خلاياها البائية إلى خلايا سرطانية.

الدراسة الجديدة هي “واحدة من الأوراق الأولى التي تُظهر بالتأكيد كيف يمكن أن يتسبب نقص TET في عدم الاستقرار الجيني. وستؤدي حلقات G-quadruplex و R هذه إلى عدم استقرار الجينوم” ، هكذا قالت لويزا سيمينو ، عالمة الكيمياء الحيوية بجامعة ميامي والتي لم يشارك في الدراسة ، قال للعالم. “هذا هو بعض من أول الأدلة التي تظهر ذلك في نموذج السرطان.” 

هناك حاجة إلى مزيد من البحث لمعرفة ما إذا كان نموذج الفئران يُترجم إلى البشر ، ولكن إذا حدث ذلك ، فقد يشير إلى استراتيجيات جديدة لعلاج السرطانات المرتبطة بنقص TET. 

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com