پژوهشگران مرکز سرطان مموریال اسلون کترینگ (MSK) موفق شدند راز بخشی از فرآیند شکل‌گیری سیلیای اولیه (Primary Cilium) را در سلول‌ها کشف کنند؛ اندامک میکروسکوپی باریکی که مانند یک آنتن از سطح اغلب سلول‌های بدن بیرون می‌زند و سال‌ها در کتاب‌های درسی زیست‌شناسی نادیده گرفته می‌شد.

مطالعه‌ای که به تازگی در مجله Science منتشر شده است نشان می‌دهد دو فاکتور رونویسی به نام‌های SP۵ و SP۸ نقش یک کلید روشن خاموش را در آغاز فرایند ساخت این اندامک ایفا می‌کنند. نتایج این تحقیق بیانگر آن است که فعال‌سازی این دو ژن می‌تواند در سلول‌هایی که فاقد سیلیای اولیه هستند، تشکیل این ساختار را آغاز کند.

سیلیای اولیه از سال ۲۰۰۳ و پس از کشف اهمیت آن در تکوین جنینی توسط کاترین اندرسون مورد توجه جدی دانشمندان قرار گرفت. این اندامک سیگنال‌های خانواده پروتئینی هج‌هوگ را پردازش می‌کند که در الگوی‌سازی اولیه جنین، از جمله شکل‌گیری لوله عصبی نقشی حیاتی دارند. نقص در عملکرد یا نبود سیلیای اولیه می‌تواند به بروز طیف وسیعی از بیماری‌ها موسوم به سیلیوپاتی‌ها (Ciliopathies) منجر شود؛ بیماری‌هایی که از شکاف کام و کم‌شنوایی تا جابجایی اندام‌های داخلی بدن را شامل می‌شوند و حدود یک نفر از هر ۲۰۰۰ نفر در جهان را درگیر می‌کنند.

یین‌ون لیانگ، زیست‌شناس رشد و نویسنده مسئول این مطالعه توضیح می‌دهد که فرض اولیه او بر پایه نقش فرآیند جداسازی ترجیحی در سلول‌های فاقد سیلیا بوده است؛ اما آزمایش‌ها نشان داد که مسدودسازی این روند تأثیری بر حضور یا غیاب سیلیای اولیه ندارد. همین موضوع او و همکارش، الکساندرا جوی‌نر، را به سمت بررسی ژن‌های تنظیم‌کننده هدایت کرد.

این تیم پژوهشی با بهره‌گیری از توالی‌یابی RNA تک‌سلولی (scRNA-seq) توانست بیش از ۱۰۰ ژن را که در سلول‌های دارای سیلیا فعال‌تر هستند شناسایی کند. سپس با استفاده از تکنیک ATAC-seq که نواحی باز و قابل‌خواندن ژنوم را آشکار می‌سازد، مشخص شد دو ژن Sp۵ و Sp۸ نقش کلیدی در این روند دارند. آزمایش‌های تکمیلی نشان داد خاموش‌کردن این ژن‌ها در سلول‌های دارای سیلیا موجب توقف تشکیل آن می‌شود و برعکس، فعال‌سازی آنها در سلول‌های فاقد سیلیا، آغاز فرایند ساخت این اندامک را ممکن می‌سازد.

دستاورد مهم زمانی حاصل شد که پژوهشگران تنها با فعال‌سازی ژن Sp۸ موفق شدند سلول‌های فاقد سیلیا را وادار به تشکیل این ساختار کنند؛ نتیجه‌ای که برای نخستین بار در این سطح گزارش می‌شود.

 لیانگ در این باره می‌گوید: ما معتقدیم این دو پروتئین در رأس درخت تصمیم‌گیری سلول برای ساخت سیلیا قرار دارند. کشف این عوامل رونویسی بالا‌دستی یک گام بزرگ در درک مکانیسم‌های زیستی است.

وی به زودی فعالیت پژوهشی خود را در چین و با هدف ترجمه این یافته‌های پایه به کاربرد‌های بالینی برای درمان سیلیوپاتی‌ها آغاز خواهد کرد. در همین حال جوی‌نر پس از سال‌ها فعالیت در مؤسسه اسلون کترینگ بازنشسته شده و اکنون عضو افتخاری این مرکز است.

این پژوهش نقطه عطفی در فهم زیست‌شناسی رشد و همچنین چشم‌اندازی تازه برای درمان بیماری‌های ژنتیکی ناشی از نقص سیلیای اولیه به شمار می‌رود.

انتهای پیام/