معرفی نویسنده

مریم رفیعی پور

دانشجوی ارشد رشته بیوانفورماتیک( دانشگاه تربیت مدرس)

چگونگی تأثیر توالی‌های ‌رمپ بر بیان ژن

چگونگی تأثیر توالی‌های ‌رمپ بر بیان ژن

تفاوت بین بافت‌ها و سلول‌ها، بیان ژن را بدون تغییر کد ژنتیکی تغییر می‌دهد. پژوهشگران دانشگاه کنتاکی اخیراً در مقاله‌ای اهمیتِ شناسایی و درکِ این رویداد را توضیح داده‌اند.

 در کلاس‌های زیست‌شناسی مقدماتی آموزش می‌دهند که DNA به RNA رونویسی می‌شود و سپس به پروتئین ترجمه می‌شود. با این حال، بسیاری از فرآیندهای سلولی روی سرعت رونویسی و ترجمه تأثیر می‌گذارند. بیان ژن به تفاوت‌های غلظت RNA در یک سلول می‌پردازد و می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بدانند کدام ژن‌ها در آن بافت یا سلول فعال هستند.

جاستین میلر، استادیار گروه آسیب‌شناسی و آزمایشگاه پزشکی در کالج پزشکی بریتانیا، گفت: «تغییرات در بیان ژن می تواند به طور قابل توجهی بر بیماری‌ها و مسیرهای بیماری‌ تأثیر بگذارد.»

میلر، که با مرکز سندرز-براون در زمینهٔ پیری و انفورماتیک زیست پزشکی نیز همکاری می‌کند، می‌گوید که او و همکارانش قبلاً اولین الگوریتم را برای شناسایی توالی‌های رمپ از یک توالی ژنی، توسعه داده‌ بودند. توالی رمپ بخشی از توالی RNA است که با استفاده از کدون‌هایی که به راحتی ترجمه نمی‌شوند، ترجمه را در ابتدای ژن کند می‌کند.

میلر و همکارانش مارک ابرت و متیو هاجمن، در کار اخیر خود، نسخهٔ آنلاین از الگوریتمی را ایجاد کردند و نشان دادند که توالی‌های رمپ بدون تغییر توالی‌ RNA، بین بافت‌ها و سلول‌ها تغییر می‌کنند. توالی‌های رمپ به طور غیرمستقیم بیان کلی ژن را افزایش می‌دهند. آن‌ها با فاصله‌گذاری یکنواخت بین ماشین‌های ترجمه و جلوگیری از برخوردهای بعدی در ترجمه این کار را انجام می‌دهند.

پژوهشگران در مقاله‌ای که در NAR Genomics and Bioinformatics منتشر شده است، اولین تجزیه و تحلیل جامع از توالی‌های رمپ مخصوصِ بافت و سلول را ارائه دادند و ۳۰۰۰ ژن با توالی رمپ گزارش دادند که بین سلول و بافت تغییر می‌کند. این توالی‌ها با افزایش بیان ژن در آن سلول‌ها و بافت‌ها متناظر هستند.

میلر گفت: «این اولین تحقیق است که در آن توالی‌های رمپ متغیر توصیف شده‌اند و رابط وب جامعی که ساخته شده است، به سایر محققان اجازه می‌دهد تا به طور خلاقانه توالی‌های رمپ و بیان ژن را بررسی کنند.»

پژوهشگران این مقاله معتقدند که این کار تحقیقاتی اهمیت زیادی دارد؛ زیرا در حالی که راه‌های متعددی برای رمزگذاری پروتئین‌های مشابه برای RNA وجود دارد، اما یک توالی RNA خاص برای تنظیم سطح پروتئین و RNA مهم است.

میلر می‌گوید: «در اصل، یک توالی رمپ مانند یک رمپ روی یک آزادراه عمل می‌کند تا ریبوزوم‌ها با یکدیگر برخورد نکنند، اما طول و محدودیت سرعت یک رمپ می‌تواند با توجه به سلول و منابع موجود در آن سلول تغییر کند.»

این تیم تحقیقاتی همچنین یک رابط وب ایجاد کردند تا ببینند چگونه توالی‌های رمپ با بیان ژن انسان و COVID-19 در بافت‌ها و سلول‌های مختلف مطابقت دارند. میلر معتقد است که این کار در نهایت بر مراقبت از بیمار تأثیر می گذارد. او می‌گوید: «ما یک رابط آنلاین برای محققان ایجاد کردیم تا همهٔ ژن‌های انسانی را جستجو کنند و ببینند آیا یک ژن خاص دارای یک توالی رمپ در یک بافت خاص است و چگونه آن ژن در آن بافت بیان می‌شود.»

آن‌ها همچنین نشان دادند که ژن‌های مختلف COVID-19 و عوامل ورود انسانی برای COVID-19 دارای توالی‌های رمپ هستند که بین بافت‌های مختلف تغییر می‌کنند. آن‌ها متوجه شدند که توالی‌های رمپ در بافت‌هایی که ویروس تکثیر می‌شود بسیار بیش‌تر رخ می‌دهد.

بنابراین، پژوهشگران بر این باورند که ژن‌های COVID-19 دارای سوگیری‌های ژنتیکی (توالی‌های رمپ) هستند که به آن‌ها اجازه می‌دهد از ماشین‌های سلولی موجود برای افزایش بیان خود استفاده کنند. میلر گفت: «تحقیقات ما ممکن است، کمک کند تا بهتر پیش‌بینی کنیم که ویروس‌های جدید کدام بافت‌ها و سلول‌ها را آلوده می‌کنند. همچنین بتوان یک هدف درمانی بالقوه برای تنظیم بیان ژنِ خاصِ بافت، بدون تغییر پروتئین ترجمه شده ارائه کرد.»

 

منبع: 

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/06/220629150315.htm

لینک مقاله:

https://academic.oup.com/nargab/article/4/2/lqac039/6594979

کلید واژه ها: #ramp sequence #transcription #translation #codecool #Bioinformatics