کنترل ژن‌ها توسط نور: ژن‌های فعال شده با نور با دقت بیشتری کنترل می‌شوند

http://bionet.ir، بیونت، bionet، کنترل ژن‌ها توسط نور

محققان روش جدیدی برای فعال کردن ژن‌ها توسط نور ابداع کرده‌اند که اجازه می‌دهد نرم فزارها و مطالعات ژنتیکی با دقت فراوان کنترل شده و هدفمند شوند. این روش ممکن است در فعال کردن ژن‌های موجود در یک جایگاه یا الگوی ویژه به کار رود که این امر اجازه می‌دهد مطالعات عملکرد ژن‌ها یا ایجاد سیستم‌های پیچیده برای رشد بافت یا درمان‌های جدید با دقت بالایی صورت گیرد.

در ادامه همراه بیونت باشید

فعال کردن ژن‌ها در جایگاه‌های مختلف توسط نور به دانشمندان کمک می‌کند تا مطالعه عملکرد ژن‌ها، ایجاد سیستم‌های پیچیده برای رشد بافت و احتمالاً ابداع تکنیک‌های درمانی تسهیل شوند.

این مطالعه تحت نظر Charles Gersbach استادیار مهندسی پزشکی دانشگاه Duke انجام شده و در مجله Nature Chemical Biology به چاپ رسیده است.

Lauren Polstein دانشجوی PhD دانشگاه Duke و نویسنده مسئول این مقاله می‌گوید:

«این روش به دانشمندان اجازه می‌دهد تا هر ژنی و در هر کروموزومی را توسط نور فعال یا غیرفعال کنند و همچنین توسط مهندسی ژنتیک می‌توانند آن‌ها را منتقل کنند. مزیت استفاده از نور این است که ما می‌توانیم ژن‌ها را به راحتی و سریع کنترل کنیم و میزان فعالیت آن‌ها را با شدت نور تغییر دهیم. ما همچنین می‌توانیم محل ژنی که قصد فعال کردن آن را داریم با تاباندن الگوی ویژه ای از نور مشخص کنیم، به عنوان مثال عبور دادن نور از یک استنسیل (stencil).»

این روش جدید با به کار بردن تکنیکی که CRISPR/Cas9 نامیده می‌شود ژن‌ها را هدف گذاری می‌کند. سیستم باکتریایی که برای ردیابی و غیر فعال کردن (خاموش کردن) DNA عوامل عفونی به کار می‌رود. پژوهشگران از این روش برای ردیابی دقیق توالی ویژه‌ای از ژنوم استفاده کردند.

در بسیاری از گیاهان دو پروتئین در حضور نور به یکدیگر متصل می‌شوند و به گیاه این توانایی را می‌دهند تا بتواند طول روز را تشخیص دهد، این موضوع در عملکردهای بیولوژیکی آن‌ها مانند گل دهی مؤثر است. با متصل کردن سیستم CRISPR/Cas9 به یکی از این پروتئین‌ها و پروتئین‌های فعال کننده ژن به پروتئین دیگر این تیم توانست ژن‌های مختلفی را تنها با تاباندن نور آبی به سلول‌ها فعال کند.

Gersbach شرح می‌دهد:

«پروتئین‌های حساس به نور به صورت جداگانه در گیاهان وجود دارند. ما CRISPR و یک فعال کننده را به آن‌ها متصل کردیم. مشابه این سیستم طراحی شده اما از آنجایی که ما از CRISPR برای هدف گذاری ژن‌ها استفاده کردیم این روش ساده تر، ارزان‌تر و سریع‌تر از دیگر تکنیک‌ها است.»

پژوهشگران با دقت بسیار بالایی می‌توانند سطح فعالیت ژن‌ها را در جایگاه طبیعی‌شان در درون کروموزوم‌ها کنترل کنند که به آن‌ها این توانایی را می‌دهد تا تفسیر بهتری از نقش ژن‌ها داشته باشند. همچنین سیستم القای نوری این توانایی را به محققان می‌دهد تا تمایز سلول‌های بنیادی به بافت‌های مختلف را کنترل کنند. Gersbach امیدوار است با ایجاد ساختار متفاوت بیان ژن بتوان از این سیستم در مهندسی بافت بهره برد.

 

Gersbach در ادامه می‌گوید:

«یکی از محدودیت‌های حال حاضر مهندسی بافت این است که تکه‌ای از استخوان، غضروف یا ماهیچه ای که توسط روش‌های معمول ساخته می‌شوند به فرم طبیعی آن‌ها شباهت ندارند. در بدن سلول‌های مختلفی با یکدیگر در ارتباط هستند، فضاهای زیادی بین بافت‌ها وجود دارد و رگ‌ها و اعصاب در جوار دیگر سلول‌ها قرار دارند. ما قصد داریم تا محل ساخته شدن هر بافت را کنترل کنیم و ساختار چند بافتی را ایجاد کنیم تا فیزیولوژی طبیعی بهتری از خود نشان دهد.»

همچنین Gersbach افزود:

«این امکان وجود دارد که نور را از طریق پوست به سلول‌ها تاباند و عملکردهایی همانند رشد رگ‌ها و ترمیم بافت‌ها را کنترل کرد. در آینده می‌توان ابزاری طراحی کرد که مانند فیلم‌های تخیلی چون Star Trek بتوان زخم‌ها را با تاباندن نور درمان کرد. او خاطرنشان کرد اگرچه در حال حاضر این امکان وجود ندارد اما این تکنیک کنترل خوبی بر روی سیستم‌های زیستی فراهم کرده است که می‌تواند ما را به چنین هدفی نزدیک کند.»

در صورت تمایل می‌توانید مقاله کامل این مطلب را به زبان انگلیسی از لینک منبع مشاهده کنید، اگر مقاله رایگان نبود از بخش دانلود رایگان مقالات، مقاله کامل را به صورت PDF دریافت کنید.

 

منبع: Nature Chemical Biology

  • نویسنده : آرمین حسینی رضوی
  • تاریخ انتشار : ۳۱-۰۳-۹۴