تأثیر بارداری بر روی ژن‌ها و تعاملات پیچیده ژنتیکی

به گزارش آنا؛ مریم اسلامی _دکتری تخصصی ژنتیک؛ امروز در Science، یک تیم تحقیقاتی توضیح شگفت‌انگیزی ارائه می‌دهد: بارداری عناصر و ویروس هایی را در ژنوم پستانداران بیدار می‌کند که باعث ایجاد سیستم ایمنی می‌شود و درواقع همان پاسخی است که تولید خون را به سرعت آغاز می کند.

 این یافته ها که بر اساس تجزیه و تحلیل ژنتیکی سلول های بنیادی موش و انسان است، به نقش مفید دیگری برای توالی های DNA اشاره می کند که زمانی تصور می شد هیچ عملکرد مفیدی ندارند.

زیست شناس تکاملی تولیدمثل در دانشگاه ییل می‌افزاید:" اگرچه محققان مدت‌هاست که از این توالی‌های ویروس مانند، که به نام‌های ترانسپوزون یا ژن‌های پرش نیز شناخته می‌شوند، آگاه بوده‌اند اما مطالعه جدید پیشنهاد می‌کند که بدن آنها را برای تحریک التهاب به عنوان راهی برای هدایت یک عملکرد فیزیولوژیکی انتخاب کرده است که این در واقع یک دیدگاه بسیار هیجان انگیز است." ترانسپوزون ها توالی های ژنتیکی هستند که می توانند خود را کپی و جایگذاری کنند و تقریباً نیمی از ژنوم انسان را تشکیل می دهند.

 اگرچه بیشتر آنها در مقاطع مختلف تاریخ پستانداران غیرفعال شده اند، اما برخی از آنها به جابجایی ادامه داده اند و مناطق بزرگی از توالی ها و جهش های تکراری را ایجاد می کنند که گاهی هم مضر هستند.

ترانسپوزون‌ها به دور از «DNA ناخواسته» توصیفی که سال‌ها تلاش کرده‌اند آن را حذف کنند، با تنظیم بیان ژن، تولید تنوع ژنتیکی جدید و حتی رشد جنینی مرتبط هستند. شان موریسون، زیست شناس سلول های بنیادی، مدیر مؤسسه تحقیقاتی مرکز پزشکی کودکان در مرکز پزشکی جنوب غربی دانشگاه تگزاس و همکارانش در حال پیگیری کارهای قبلی خود بودند که نشان می داد استروژن، که در دوران بارداری افزایش می یابد، سلول های بنیادی طحال را برای تکثیر و رشد به گلبول های قرمز خون تحریک می کند. 

جولیا فان، یکی از نویسندگان این مطالعه، دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه موریسون، بیان ژن را در آن سلول های بنیادی خون موش های باردار و غیرباردار مقایسه می کرد. در تجزیه و تحلیل خود، فان تصمیم گرفت فعالیت ترانسپوزون ها را نادیده نگیرد. 

او «فعال‌سازی گسترده» زیرمجموعه‌ای از ژن‌های جهشی معروف به رتروترانسپوزون‌ها را در سلول‌های خون‌ساز طحال و تا حدی کمتر در مغز استخوان جایی که خون معمولاً ساخته می‌شود، پیدا کرد و این سوال را مطرح کرد:" آیا [رتروترانسپوزون ها] واقعاً [در این سلول ها] کاری انجام می‌دهند؟". این تیم دریافت که سلول‌های بنیادی با روشن کردن پروتئین‌های کلیدی درگیر در پاسخ‌های ایمنی ضد ویروسی به انفجار رتروترانسپوزون واکنش نشان می‌دهند - که به نوبه خود باعث تکثیر این سلول‌ها و در برخی موارد تبدیل به گلبول‌های قرمز خون می‌شود.

 موش‌هایی که بدون ژن‌های کلیدی ایمنی مهندسی شده بودند و همچنین حیواناتی که با داروهایی به نام مهارکننده‌های ترانس کریپتاز معکوس تحت درمان قرار گرفتند، که مانع از آنزیم رتروترانسپوزون‌ها برای کپی و چسباندن خود شدند، در طول بارداری چنین افزایش چشمگیری در گلبول‌های قرمز خون نشان ندادند. این تیم سلول‌های بنیادی موجود در نمونه‌های خون حدود 12 نفر از افراد باردار را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند و دریافتند که آنها در مقایسه با سلول‌های افرادی که بچه‌دار نیستند، تمایل به فعالیت رتروترانسپوزون بالاتری دارند.

هنگامی که محققان خون شش فرد باردار را که از مهارکننده‌های ترانس کریپتاز معکوس برای درمان HIV استفاده می‌کردند - که از همان آنزیمی که رتروترانسپوزون‌ها استفاده می‌کردند - مطالعه کردند، دریافتند که این افراد در طول بارداری افت سطح هموگلوبین را تجربه کردند و همگی کم‌خون شدند.

 Sant-Rayn Pasrichهماتولوژیست و زیست‌شناس مولکولی در موسسه تحقیقات پزشکی والتر و الیزا هال می‌گوید: این یافته‌ها به یک محرک جدید در تولید گلبول‌های قرمز خون و یک علت احتمالی کم خونی در برخی افراد اشاره می‌کند. با این حال، او هشدار می‌دهد که "برای دیگران مهم است که این یافته‌ها را در طیف وسیعی از شرایط بالینی تکرار و تایید کنند." پس نیاز به برنامه ریزی یک مطالعه بالینی بزرگتر برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تغییرات رتروترانسپوزون در دوران بارداری و نحوه کمک به افرادی که دچار کم خونی می شوند می باشد.

آیا [رتروترانسپوزون‌ها] زمانی می‌آیند که زنان بلافاصله باردار شوند؟ یا بعداً می آیند؟ پائولو میتا، زیست‌شناس مولکولی در NYU Langone Health  می‌گوید: «این چیزی است که هیچ‌کس واقعاً نمی‌داند». محققان نشان دادند که یک سرنخ می تواند از نحوه بسته بندی DNA موجود در سلول های بنیادی خون بدست آید که با باردار شدن موش ها یا تحت درمان با استروژن تغییر کرد. گرفتن مکرر خون‌ از موش‌های غیرباردار نیز باعث بیدار شدن رتروترانسپوزون‌ها در سلول‌های بنیادی خون شد، که نشان می‌دهد حاملگی تنها محرک آن نیست.

چندین محقق گفتند که جای تعجب است که پستانداران باردار به فعالیت رتروترانسپوزون‌ها تکیه کرده‌اند، که به هر حال می‌تواند  باعث جهش در سلول های میزبان می شود. موریسون حدس می‌زند که بدن ممکن است به نحوی مانع از قرار دادن مجدد این توالی‌های ویروس مانند در DNA انسان شود یا فقط رتروترانسپوزون‌ها را در برخی سلول‌های بنیادی فعال کند.

مکانیسم‌های خاص هرچه که باشد، موریسون و تاسدوگان گمان می‌کنند که این عناصر نقش‌های مفیدی به‌جای خون دارند و می‌توانند سهم عمده‌ای در تولید بافت در سراسر بدن داشته باشند - ایده‌ای که قبلاً توسط گروه‌های تحقیقاتی دیگر مورد بررسی قرار گرفته است. موریسون از دانشمندان می‌خواهد که در تجزیه و تحلیل‌های خود را را نادیده نگیرند. من فکر می‌کنم چیزی که آنها پیدا خواهند کرد این است که رتروترانسپوزون‌ها در انواع دیگر سلول‌های بنیادی نیز وجود دارند.

https://www.science.org/content/article/pregnancy-wakes-viruslike-jumping-genes-help-make-extra-blood?utm_source=linkedin&utm_medium=social&utm_content=ap_dsmsfzlc4b