Θεοδώρα Τσώλη
Διεθνής ομάδα ερευνητών δημιούργησε τον
αναλυτικότερο μέχρι σήμερα χάρτη που αποτυπώνει το πώς τα γονίδια
ελέγχουν τη λειτουργία των κυττάρων στον οργανισμό. Ο χάρτης αυτός
ρίχνει φως στο πώς ακριβώς λειτουργούν τα γονίδιά μας και αναμένεται να
επιταχύνει την ανάπτυξη γονιδιακών θεραπειών.
Η «επιλεκτική» έκφραση των γονιδίων
Κάθε κύτταρο στο σώμα μας περιέχει τον ίδιο γενετικό κώδικα. Ωστόσο το ποια γονίδια είναι ενεργά, ποια γονίδια «εκφράζονται», όπως λέμε, στο κάθε κύτταρο εξαρτάται από τη λειτουργία του – αν για παράδειγμα πρόκειται για έναν νευρώνα ή για ένα ερυθρό αιμοσφαίριο η λειτουργία και η έκφραση των γονιδίων είναι διαφορετική. Η έκφραση των γονιδίων ελέγχεται από μικροσκοπικά κομμάτια DNA που ονομάζονται υποκινητές και ενισχυτές.
Ένα διεθνές κονσόρτσιουμ ερευνητών γνωστό ως FANTOM, με επικεφαλής ειδικούς του Ινσιτούτου RIKEN στην Ιαπωνία, αποκάλυψε ποιοι υποκινητές και ενισχυτές χρησιμοποιούνται από ποια κύτταρα. Μελετώντας περισσότερα από 800 δείγματα ανθρώπινων ιστών, που κάλυπταν σχεδόν όλους τους κυτταρικούς τύπους, οι ερευνητές εντόπισαν 44.000 ενισχυτές και 180.000 υποκινητές που ρυθμίζουν την έκφραση των γονιδίων.
Οι υποκινητές και ενισχυτές
Το μοτίβο των υποκινητών και των ενισχυτών που είναι ενεργοί σε κάθε κύτταρο προσδιορίζει τελικώς και τη φύση του ίδιου του κυττάρου. «Αυτό το μοτίβο μάς παρέχει τον πιο αντικειμενικό ορισμό του κυττάρου» ανέφερε ο Γιοσιχίντε Χαγιασιζάκι, επικεφαλής του κονσόρτσιουμ. Η τελευταία ερευνητική αυτή δουλειά δημοσιεύεται σε 18 άρθρα σε έγκριτες επιθεωρήσεις συμπεριλαμβανομένων των Nature, Blood και ΒΜC Genomics.
H ερευνητική ομάδα συνδύασε αυτόν τον χάρτη με δεδομένα από μελέτες που συνέκριναν το γονιδίωμα ασθενών και υγιών ατόμων (ονομάζονται genome-wide association studies - GWAS). Προς έκπληξη των ερευνητών, ο συνδυασμός των στοιχείων έδειξε πως μεταλλάξεις οι οποίες συνδέονται με νόσους εμφανίζονται πιο συχνά στο DNA που είναι υπεύθυνο για τους ενισχυτές και τους υποκινητές παρά στις ίδιες τις γονιδιακές παραλλαγές.
Ο Τόμας Πρέις, γενετιστής στο Αυστραλιανό Εθνικό Πανεπιστήμιο στην Καμπέρα, ο οποίος δεν συμμετέχει στο κονσόρτσιουμ FANTOM, ανέφερε ότι η νέα γνώση «δίνει πνοή» στις γενετικές μελέτες, καθώς, όπως επισήμανε, μέχρι σήμερα, οι ερευνητές μπορούσαν να ερμηνεύσουν τα γενετικά αποτελέσματα μόνο αν εντόπιζαν μετάλλαξη σε μια γονιδιακή παραλλαγή. Περιγράφει τον νέο χάρτη ως το μέσο που προσφέρει για πρώτη φορά τόσο βαθιά κατανόηση της λειτουργίας των ενισχυτών και των υποκινητών.
Προς ανάπτυξη θεραπειών
Ελπίδα είναι ότι επιστήμονες ανά τον κόσμο θα προσπαθήσουν τώρα να εντοπίσουν ποιες γενετικές μεταλλάξεις στους υποκινητές και τους ενισχυτές συνδέονται πράγματι με ασθένειες και να σχεδιάσουν θεραπείες που θα τις στοχεύουν.
Ο δρ Χαγιασιζάκι σημείωσε ότι η ομάδα FANTOM έχει ήδη χρησιμοποιήσει τη νέα γνώση προκειμένου να εντοπίσει μοτίβα γονιδιακής δραστηριότητας τα οποία προβλέπουν την εξάπλωση του καρκίνου του παχέος εντέρου και θα υποβάλει προς έγκριση τα ευρήματά της σύντομα. Ο ερευνητής εκτιμά ότι τα ευρήματα αυτά θα βοηθήσουν στη θεραπεία ασθενών σε τρία χρόνια.
Το πρόγραμμα FANTOM έχει ήδη προσφέρει και άλλες πολύτιμες πληροφορίες στους επιστήμονες. Τους «δίδαξε» για παράδειγμα ότι το μεγαλύτερο μέρος του γονιδιώματός μας κυβερνά συγκεκριμένες συμπεριφορές των κυττάρων, παρά συμπεριφορές που είναι κοινές σε όλα τα κύτταρα. «Είμαστε μεγάλοι, πολύπλοκοι οργανισμοί» ανέφερε ο Αλιστερ Φόρεστ από το Επιστημονικό Κέντρο RIKEN Omics στη Γιοκοχάμα. Προσέθεσε ότι μόλις το 20% των γονιδίων μας φαίνεται ότι είναι υπεύθυνο για λειτουργίες που είναι κοινές σε όλα τα κύτταρα.
Η «επιλεκτική» έκφραση των γονιδίων
Κάθε κύτταρο στο σώμα μας περιέχει τον ίδιο γενετικό κώδικα. Ωστόσο το ποια γονίδια είναι ενεργά, ποια γονίδια «εκφράζονται», όπως λέμε, στο κάθε κύτταρο εξαρτάται από τη λειτουργία του – αν για παράδειγμα πρόκειται για έναν νευρώνα ή για ένα ερυθρό αιμοσφαίριο η λειτουργία και η έκφραση των γονιδίων είναι διαφορετική. Η έκφραση των γονιδίων ελέγχεται από μικροσκοπικά κομμάτια DNA που ονομάζονται υποκινητές και ενισχυτές.
Ένα διεθνές κονσόρτσιουμ ερευνητών γνωστό ως FANTOM, με επικεφαλής ειδικούς του Ινσιτούτου RIKEN στην Ιαπωνία, αποκάλυψε ποιοι υποκινητές και ενισχυτές χρησιμοποιούνται από ποια κύτταρα. Μελετώντας περισσότερα από 800 δείγματα ανθρώπινων ιστών, που κάλυπταν σχεδόν όλους τους κυτταρικούς τύπους, οι ερευνητές εντόπισαν 44.000 ενισχυτές και 180.000 υποκινητές που ρυθμίζουν την έκφραση των γονιδίων.
Οι υποκινητές και ενισχυτές
Το μοτίβο των υποκινητών και των ενισχυτών που είναι ενεργοί σε κάθε κύτταρο προσδιορίζει τελικώς και τη φύση του ίδιου του κυττάρου. «Αυτό το μοτίβο μάς παρέχει τον πιο αντικειμενικό ορισμό του κυττάρου» ανέφερε ο Γιοσιχίντε Χαγιασιζάκι, επικεφαλής του κονσόρτσιουμ. Η τελευταία ερευνητική αυτή δουλειά δημοσιεύεται σε 18 άρθρα σε έγκριτες επιθεωρήσεις συμπεριλαμβανομένων των Nature, Blood και ΒΜC Genomics.
H ερευνητική ομάδα συνδύασε αυτόν τον χάρτη με δεδομένα από μελέτες που συνέκριναν το γονιδίωμα ασθενών και υγιών ατόμων (ονομάζονται genome-wide association studies - GWAS). Προς έκπληξη των ερευνητών, ο συνδυασμός των στοιχείων έδειξε πως μεταλλάξεις οι οποίες συνδέονται με νόσους εμφανίζονται πιο συχνά στο DNA που είναι υπεύθυνο για τους ενισχυτές και τους υποκινητές παρά στις ίδιες τις γονιδιακές παραλλαγές.
Ο Τόμας Πρέις, γενετιστής στο Αυστραλιανό Εθνικό Πανεπιστήμιο στην Καμπέρα, ο οποίος δεν συμμετέχει στο κονσόρτσιουμ FANTOM, ανέφερε ότι η νέα γνώση «δίνει πνοή» στις γενετικές μελέτες, καθώς, όπως επισήμανε, μέχρι σήμερα, οι ερευνητές μπορούσαν να ερμηνεύσουν τα γενετικά αποτελέσματα μόνο αν εντόπιζαν μετάλλαξη σε μια γονιδιακή παραλλαγή. Περιγράφει τον νέο χάρτη ως το μέσο που προσφέρει για πρώτη φορά τόσο βαθιά κατανόηση της λειτουργίας των ενισχυτών και των υποκινητών.
Προς ανάπτυξη θεραπειών
Ελπίδα είναι ότι επιστήμονες ανά τον κόσμο θα προσπαθήσουν τώρα να εντοπίσουν ποιες γενετικές μεταλλάξεις στους υποκινητές και τους ενισχυτές συνδέονται πράγματι με ασθένειες και να σχεδιάσουν θεραπείες που θα τις στοχεύουν.
Ο δρ Χαγιασιζάκι σημείωσε ότι η ομάδα FANTOM έχει ήδη χρησιμοποιήσει τη νέα γνώση προκειμένου να εντοπίσει μοτίβα γονιδιακής δραστηριότητας τα οποία προβλέπουν την εξάπλωση του καρκίνου του παχέος εντέρου και θα υποβάλει προς έγκριση τα ευρήματά της σύντομα. Ο ερευνητής εκτιμά ότι τα ευρήματα αυτά θα βοηθήσουν στη θεραπεία ασθενών σε τρία χρόνια.
Το πρόγραμμα FANTOM έχει ήδη προσφέρει και άλλες πολύτιμες πληροφορίες στους επιστήμονες. Τους «δίδαξε» για παράδειγμα ότι το μεγαλύτερο μέρος του γονιδιώματός μας κυβερνά συγκεκριμένες συμπεριφορές των κυττάρων, παρά συμπεριφορές που είναι κοινές σε όλα τα κύτταρα. «Είμαστε μεγάλοι, πολύπλοκοι οργανισμοί» ανέφερε ο Αλιστερ Φόρεστ από το Επιστημονικό Κέντρο RIKEN Omics στη Γιοκοχάμα. Προσέθεσε ότι μόλις το 20% των γονιδίων μας φαίνεται ότι είναι υπεύθυνο για λειτουργίες που είναι κοινές σε όλα τα κύτταρα.
Δημοσιεύτηκε στο "ΤΟ ΒΗΜΑ science" την Πέμπτη, 27 Μαρτίου 2014
0 Σχόλια