دانشمندان مجموعه‌ای منحصر به فرد از پروتئین‌هایی را شناسایی کردند که شنوایی را بازیابی می‌کنند

به گزارش گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا به نقل از (سای تک دیلی)، محققان موسسه ملی بهداشت شبکه پروتئین خاصی را شناسایی کرده اند که برای بازسازی سلولی برای بازیابی شنوایی در گورخرماهی ضروری است.

محققان موسسه ملی تحقیقات ژنوم انسانی (NHGRI) این تحقیق را رهبری کردند که ممکن است به ایجاد درمان‌های کاهش شنوایی انسان کمک کند. این یافته‌ها اخیراً در مجله Cell Genomics منتشر شده است.

بسیاری از حیوانات، مانند گورخرماهی، ممکن است پس از آسیب از طریق بازسازی سلول‌های مو، شنوایی خود را بازیابی کنند، با این حال، ریزش سلول‌های موی انسان قابل ترمیم نیست.

خواص بازسازی سلول‌های موی گورخرماهی محققان را بر آن داشت تا از این گونه برای درک بهتر برخی از خواص اساسی بازسازی استفاده کنند.

حدود ۳۷.۵ میلیون آمریکایی از کم شنوایی رنج می‌برند و اکثر این موارد به دلیل از دست دادن گیرنده‌های شنوایی به نام "سلول‌های مویی" در گوش داخلی است. هنگامی که صدا وارد گوش ما می‌شود، مو‌های بیرون زده از این سلول‌های موی ریز حرکت می‌کنند و خم می‌شوند و باعث می‌شوند سیگنال‌های الکتریکی از طریق اعصاب و به مغز ما ارسال شوند که به ما امکان پردازش صدا را می‌دهد.

با وجود داشتن ظاهر کاملاً متمایز، انسان و گورخرماهی بیش از ۷۰ درصد از ژن‌های یکسان را در سطح ژنومی دارند.

این شباهت ژنومی به محققان اجازه می‌دهد تا قبل از ترجمه نتایج به انسان، بیولوژی بازسازی سلولی در گورخرماهی را بهتر درک کنند.

تصویر برایتفیلد از جنین گورخرماهی دو روزه.

ارین جیمنز، دکترای فوق دکترا در آزمایشگاه شاون برگس، محقق ارشد در شعبه ژنومیک ترجمه و عملکردی موسسه ملی تحقیقات ژنوم انسانی (NHGRI)، این مطالعه را با همکاری محققین ایوان اوچارنکو رهبری کرد.

انسان و سایر پستانداران با تعدادی سلول مویی متولد می‌شوند که به تدریج در اثر پیری و ضربه از بین می‌روند. با این حال برخی از حیوانات، مانند گورخرماهی، می‌توانند سلول‌های مو را بازسازی کنند و پس از آسیب شنوایی را بازیابی کنند. "چگونگی و چرایی بازسازی در این حیوانات یک راز باقی مانده است که بسیاری از دانشمندان دوست دارند آن را کشف کنند.

جیمنز و همکارانش با استفاده از ترکیبی از تکنیک‌های ژنومی و یادگیری ماشینی مبتنی بر محاسبات دریافتند که بازسازی سلول‌های مو در گورخرماهی به شبکه‌ای از پروتئین‌ها متکی است که می‌توانند ژن‌ها را روشن و خاموش کنند که به عنوان فاکتور‌های رونویسی شناخته می‌شوند. برای شناسایی مناسب عوامل رونویسی، محققان ابتدا باید به دنباله‌های تقویت کننده در ژنوم گورخرماهی نگاه می‌کردند.

اگر فاکتور‌های رونویسی به عنوان کلید‌هایی در نظر گرفته شوند که خودرو را روشن و خاموش می‌کنند، دنباله‌های تقویت کننده سوئیچ احتراق خودرو هستند. هر دو بخش باید با هم تعامل داشته باشند تا یک ماشین کار کند، درست مانند اینکه چگونه فاکتور‌های رونویسی باید برای بیان یک ژن به توالی‌های تقویت کننده خاصی متصل شوند.

محققان از تکنیک‌های ژنومی جدیدی به نام توالی یابی RNA تک سلولی و سنجش تک سلولی برای کروماتین قابل دسترسی به ترانسپوزاز با استفاده از توالی یابی برای شناسایی توالی‌های تقویت کننده و فاکتور‌های رونویسی متناظر آن‌ها که در بازسازی سلول‌های مو نقش دارند، استفاده کردند.

جیمنز گفت: مطالعه ما دو خانواده از فاکتور‌های رونویسی را شناسایی کرد که با هم برای فعال کردن بازسازی سلول‌های مو در گورخرماهی کار می‌کنند، به نام فاکتور‌های رونویسی Sox و Six.

اول، فاکتور‌های رونویسی Sox پاسخ بازسازی را در سلول‌های اطراف، به نام سلول‌های پشتیبان، آغاز می‌کنند. در مرحله بعد، فاکتور‌های رونویسی Sox و Six با هم همکاری می‌کنند تا آن سلول‌های پشتیبان را به سلول‌های مویی تبدیل کنند.

هنگامی که سلول‌های مو در گورخرماهی می‌میرند، سلول‌های پشتیبان نزدیک شروع به تکثیر می‌کنند. این سلول‌های پشتیبان به دلیل توانایی آن‌ها برای تبدیل شدن به انواع سلول‌های دیگر مانند سلول‌های بنیادی هستند. محققان برخی از عواملی را شناسایی کرده بودند که سلول‌های پشتیبان را به سلول‌های مویی تبدیل می‌کنند، اما چیزی که درک نشد این است که چگونه و کجا ژن‌های کدکننده این عوامل فعال می‌شوند و با سایر عوامل ناشناخته هماهنگ می‌شوند.

ما ترکیب منحصربفردی از فاکتور‌های رونویسی را شناسایی کرده‌ایم که باعث باززایی در گورخرماهی می‌شود. در ادامه، این گروه از فاکتور‌های رونویسی گورخرماهی ممکن است به یک هدف بیولوژیکی تبدیل شود که ممکن است منجر به توسعه درمانی جدید برای درمان کم شنوایی در انسان شود.