تبحث دراسة في كيفية تأثير التضاعف الجيني الذي يمكن أن يؤدي إلى تضخم طول البروتين ,على السمات البشرية مثل الطول ووظيفة الكلى .
.jpg)
أحد الاختلافات الأقل معرفة بين الناس هو أن بعض الأفراد لديهم بروتينات أكبر أو أصغر من الآخرين . وذلك لأن الجينات التي ترمز لهذه البروتينات لها مناطق متكررة من الحمض النووي يمكن أن تحدث أعدادًا مختلفة من المرات . ويضيف كلُ تكرارٍ سلسلةً إضافيةً من الأحماض الأمينية إلى البروتين .
يُظهر التحليل الأكثر شمولاً حتى الآن لهذه التعتعات الجينية - التي تسمى الأعداد المتغيرة للتكرارات الترادفية (VNTR) – أنها تؤكد وجودَ تأثيرٍ قويٍ على سماتٍ مثل الطول والصلع . يمكن أن تساعد النتائج ، التي نُشرت يوم 23 سبتمبر في مجلة Science ، في تفسير بعض ما يُعرف بالوراثة المفقودة : أن الاختلافات الجينية المعروفة لدى البشر لا يمكنها أن تفسر الكثير من وراثة الأمراض والسلوكيات والأنماط الظاهرية الأخرى .
يقول رونين موكامل (Mukamel) ، عالم الوراثة في معهد برود في كامبريدج ماساتشستس ,والمشارك في تأليف الدراسة : "إذا كان لديك نسخة قصيرة من الجين ، فربما يكون لديك 1000 حمض أميني في بروتينك ، وإذا كان لديك نسخة طويلة من هذا الجين ، فقد يكون لديك 2000". ، . "البروتين أكبر أو أصغر حرفيًا اعتمادًا على ما إذا كان هذا الجين أكبر أو أصغر - إذا كان العنصر المتكرر أطول أو أقصر."
لقد عرف علماء الوراثة عن التأثير المحتمل لـ VNTRs لسنوات ، لكن هذه المناطق يصعب تحليلها مباشرة من المصادر الأبسط للتنوع الجيني مثل تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs). أحد الأسباب هو أن تقنيات تسلسل الجينوم عالية الإنتاجية تقسم عادةً خيوط الحمض النووي DNA إلى أجزاء صغيرة ثم تعيد تجميع التسلسلات اللاحقة معًا . العناصر المتكررة مثل VNTRs تشوش عملية التجميع هذه .
للتغلب على هذه المشكلة ، استخدم Mukamel وزملاؤه تقنية إحصائية لتقدير حجم VNTRs بشكل غير مباشر من تسلسل الحمض النووي وبيانات SNP الموجودة.
هذه طريقة جيدة للمضي قدمًا ، كما تقول كيلي بروكس ، عالمة الوراثة في جامعة نوتنغهام ترنت في المملكة المتحدة والتي لم تشارك في المشروع . تقول إن الافتقار إلى تقنيات الإنتاجية العالية التي يمكنها اكتشاف VNTRs قد أعاق دراستها حتى الآن ، مضيفة ، "لقد ابتعدت عن أبحاث NTR إلى SNPs ، فقط لأن التكنولوجيا موجودة للبحث عنها على على نطاق الجينوم. "
استخدم موكامل وزملاؤه أسلوبهم لتحليل تأثير VNTRs في 118 جينًا لترميز البروتين في أكثر من 400000 مشارك في مشروع Biobank في المملكة المتحدة ، وهو قاعدة بيانات تحتوي على معلومات وراثية وصحية مفصلة. ثم قاموا بالتحقق من وجود ارتباطات بين أطوال VNTRs و 786 نمطًا ظاهريًا مختلفًا .
يقول مكمل: "وجدنا أنه في حفنة من الجينات ، إن حجم البروتين الذي تتحكم فيه إحدى هذه المناطق المتكررة في الجينوم مرتبط ارتباطًا وثيقًا بالنمط الظاهري للإنسان". في عدة حالات ، كما يقول ، كان تأثير VNTR أكبر من أي متغير جيني معروف آخر.
إجمالاً ، وجد الباحثون روابط قوية بين 19 نمطًا ظاهريًا وخمسة VNTRs مميزة . تشمل الخصائصُ المحتملة ذات الصلة بالصحة المتأثرة بـ VNTRs ارتفاعَ مستويات البروتين الدهني (أ) ، وعامل خطر رئيسي لمرض الشريان التاجي ، والعديد من السمات المرتبطة بوظيفة الكلى ، بما في ذلك النقرس وزيادة مستويات اليوريا في الدم .
كان الطول من أوضح الإشارات . أظهرت الدراسة أن اختلاف طول VNTR في الجين ACAN - والذي يرمز للبروتين aggrecan - ارتبط بمتوسط اختلاف في الطول بين الناس يبلغ 3.2 سم . تم اكتشاف VNTRs الأطول في الدراسة بأكثر من ضعف حجم المجال aggrecan ، وهو معروف من الدراسات السابقة لتمكين التعديلات الكيميائية التي تساعد المصفوفة خارج الخلية على الاحتفاظ بالماء . لكن الباحثين يقولون إنه ليس من الواضح كيف يمكن أن يؤثر هذا الاختلاف في قدرة الاحتفاظ بالمياه على الطول .
عمل Bjarni Halldorsson ، عالم الوراثة في deCODE في أيسلندا ، على دراسة نُشرت في وقت سابق من هذا العام استخدمت تقنية مختلفة تسمى تسلسل القراءة الطويلة لتحديد التأثير الكبير لـ VNTRs في الجينات مثل ACAN على الأنماط الظاهرية بما في ذلك الطول . يمكن أن تضيف مثل هذه الاكتشافات إلى مجموعة الاختبارات الجينية المتاحة ، كما يقول ، والتي تسعى إلى تقييم احتمالية أن يطور شخص ما سمات إكلينيكية وغير إكلينيكية ، بما في ذلك الطول . "بالفعل ، هناك هذه الشركات التي لديها هذه الاختبارات الجينية. ربما لا يختبرون هذا البديل ، لكن من الناحية النظرية ليس صعبًا ".
يقول موكامل إن القدرة على اكتشاف طول VNTR مفيدة بالفعل في العيادة ، لأنه يمكن استخدامها لتقسيم المرضى الذين تم تجنيدهم للتجارب السريرية من خلال المخاطر الجينية لارتفاع البروتين الدهني (أ).
المصدر