درمان آلزایمر و پارکینسون با آنالیز بیان ژن/ در آزمایشگاه مولکولی و آنالیز بیان ژن رویان چه می‌گذرد؟

گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، آزمایشگاه مولکولی و آنالیز بیان ژن یکی از زیرمجموعه‌های تحقیقاتی پژوهشکده سلول‌های بنیادی پژوهشگاه رویان به شمار می‌رود که رسالت  آن استخراج ماده ژنوم از سلول، بافت و خون است. نتایج تحقیقات انجام‌شده در این آزمایشگاه در ژورنال‌های تحقیقاتی معتبر منتشر می‌شود.  ژنوم  تمام ماده ژنتیکی یک موجود است که در اصل محتوای ژنتیکی یاخته آن به شمار می‌رود و شامل DNA یا RNA، هسته و میتوکندری می‌شود. همانطور که از نام آزمایشگاه مولکولی و آنالیز بیان ژن رویان مشخص است، کار اصلی در حوزه بیان ژن و سنجش آن صورت می‌گیرد، بنابراین پژوهشگران RNA را تجزیه و تحلیل می‌کنند.

بیان ژن چیست؟

بیان ژن در برخی موارد به معنای بروز بیماری یا اختلال است اما در موارد دیگر بیان یک ژن از بروز یک بیماری یا اختلال جلوگیری می‌کند. بنابراین می‌توان گفت که بیان ژن همواره به معنای بروز نیست و گاهی‌اوقات باعث سرکوب یا فعال‌سازی برخی از ژن‌هاست. به عبارت دیگر، بیان ژن فرآیندی است که در آن از اطلاعات درون ژن استفاده می‌شود تا یک محصول کاربردی از آن به دست آید. بیان ژن از طریق یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها (نوعی باکتری) انجام می‌شود. 

بیان ژن شامل مراحل مختلفی از جمله رونویسی، اتصال RNA، ترجمه و تغییرات بعد از ترجمه یک پروتئین می‌شود. تنظیم ژن به سلول این امکان را می‌دهد تا بتواند ساختار و کاربرد خود را کنترل کند، این امر اساس تفاوت‌های سلولی، دگرگونی و مهارت تطبیق ارگانیسم‌ها با شرایط جدید به شمار می‌رود. با توجه به این که تمام سلول‌های بدن انسان از یک سلول مشتق می‌شود، تفاوت‌ها و تمایزها بین‌ سلول‌ها حاصل بیان شدن یا نشدن قسمت‌هایی از ژن است.

بیان ژن یکی از زیرلایه‌های تکامل نیز به شمار می‌رود چراکه کنترل زمان‌بندی، مکان و مقدار ژن می‌تواند تأثیرات مهمی در عملکرد ژن‌ها درون سلول یا ارگانیسم پرسلولی داشته باشد. در علم ژنتیک، بیان ژن یکی از مهم‌ترین مسائل بنیادی است که به ژنوتیپ کمک می‌کند تا به صورت فنوتیپ ظاهر شود. درواقع کدهای ژنتیکی که در رشته‌های DNA ذخیره شده‌اند با استفاده از بیان ژن تفسیر می‌شوند و خصوصیات و نحوه بیان ژن باعث به وجود آمدن فنوتیپ در ارگانیسم‌ می‌شود.

استخراج ژنوم چگونه انجام می‌شود؟

استخراج ژنوم در این آزمایشگاه به دو صورت دستی (با استفاده از مواد شیمیایی مانند ترایزول) و کیت انجام می‌شود. هر روش استخراج دستورالعمل خاصی دارد که دانشمندان با پیروی از آنها ماده ژنتیکی را استخراج می‌کنند. پس از استخراج، RNA روی ژل قرار داده شده و با استفاده از دستگاه الکتروفروز کیفیت آن ارزیابی می‌شود. یکی از کارهای مهم پس از استخراج RNA، با استفاده از کیت‌های خاصی دی‌ان‌ای مکمل یا cDNA از RNA گرفته می‌شود. 

به گفته منیره سادات میری کارشناس آزمایشگاه مولکولی و آنالیز بیان ژن رویان؛ RNA قطعه‌ای تک‌رشته‌ای ناپایدار است و اسید نوکلئیک دارد. در هنگام سنجش بیان ژن روی RNA پژوهشگران ترجیح می‌دهند که آن را به حالت پایدارتری برسانند، بنابراین آن را به نوعی DNA تبدیل می‌کنند که cDNA یا دی‌ان‌ای مکمل نام دارد. مدت زمان ماندگاری دی‌ان‌ای مکمل بسیار بیشتر است و می‌توان  کیفیت بارها آن را منجمد و ذوب کرد، بدون آنکه تغییری در کیفیت cDNA ایجاد شود. این در حالی است که پس از هر بار انجماد و ذوب RNA باید کیفیت آن سنجیده شود چراکه این ماده ژنتیکی بسیار حساس بوده و به کیفیت آن پس از انجماد کاهش می‌یابد.

در مرحله بعدی کیفیت دی‌ان‌‌ای مکمل سنجیده می‌شود تا تطابق آن با بستر تحقیقاتی مشخص شود. بنابراین کیفیت دی‌ان‌ای مکمل با ژن خانه‌بان آزمایش می‌شود. اگر نتیجه در سیکل آستانه ریل‌تایم (سیکلی که در آن واکنش به آستانه می‌رسد) مثبت باشد، نشان از مناسب بودن دی‌ان‌ای مکمل است. ژن خانه‌دار یا ژن خانه‌بان ژن‌های ساختاری هستندکه یاخته‌ها به آنها برای پاسداری نگهداشت کارکردشان، به ‌ویژه کارکردهای پایه‌ای یاخته، نیاز دارند. این ژن‌ها در همه یاخته‌های جانداران بیان می‌شوند. 

تشخیص بیماری‌های مختلف با آنالیز بیان ژن

پس از این مرحله می‌توان باقی ژن‌ها را روی دی‌ان‌ای‌های مکمل بررسی کرد و سطح بیان ژن‌های مختلف را سنجید. بدین‌ترتیب مشخص می‌شود که بیان ژن در مقایسه با نمونه کنترل بالا رفته یا پایین آمده و به طور کلی چه تغییراتی کرده است. با تجزیه و تحلیل نتایج بیان ژن می‌توان دلیل بروز مشکلات، بیماری‌ها و اختلالات را پیدا کرد و پاسخی برای پرسش‌ها و فرضیات یافت. آنالیز بیان ژن در بیماری‌های عصبی، مرتبط به چشم، پارکینسون و آلزایمر اقدامی بسیار کاربردی است که به پژوهشگران کمک می‌کند تا ارتباط میان سطح بالا یا پایین بیان ژن و میزان بروز بیماری را بسنجند.

انتهای پیام/4021/پ