علمی، پژوهشی و فناوری

امکان بررسی فعالیت ژن‌ها با استفاده از نور فراهم شد!

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : تیم تحقیقاتی از دانشگاه پرینستون برای یافتن این ابزار نوآورانه در ابتدا باید یک معمای علمی قدیمی را حل می‌کردند و تشخیص می‌دادند که کروموزوم‌ها مانند الاستیک و مایع رفتار می‌کنند. آنها از این یافته برای دستکاری فیزیکی DNA استفاده و رشته‌ها را خم کردند تا ژنوم را بررسی کنند.

آنها اکنون با پیدا کردن و چرخاندن یک کلید، می‌توانند به عمیق‌ترین مکانیسم‌های فعالیت ژن‌ها دسترسی پیدا کنند تا راه‌حل‌های جدیدی برای بیماری‌هایی مانند سرطان بیابند.

محققان با تکیه بر تحقیقات قبلی با کندانسیت‌ها که نوعی از اندامک‌های بدون غشا هستند که وظایفی را درون سلول انجام می‌دهند و سپس پراکنده می‌شوند، راهی برای مهندسی زیستی این اندامک‌ها پیدا کردند که به نور لیزر پاسخ می‌دهند. این کار به آنها امکان می‌دهد تا پرده‌ها، یعنی رشته‌های DNA را کنار بزنند.

اکنون محققان می‌توانند از این اشکال مایع‌مانند ماده برای دستکاری ساختار DNA استفاده کنند تا ببینند چگونه ممکن است فعالیت ژن‌ها تغییر کند.

رسیدن به عمیق‌ترین سطح یک سلول با بررسی فعالیت ژن‌ها

دانشمندان در حال مطالعه فعالیت‌ ژن‌ها در اعماق جدیدی هستند که نویدبخش مکان‌یابی بیماری قبل از شروع، یا مکانیسم دقیقی است که در مرحله اول باعث اختلال در عملکرد می‌شود.

محققان پرینستون راهی برای بازی با ساختار DNA پیدا کرده‌اند. آنها حتی می‌توانند چند رشته را به هم نزدیک کنند تا با هدایت تراکم به نقاط خاصی روی رشته‌های DNA، به هم برسند.

با استفاده از نور لیزر می‌توانند حرکت آنها را به سرعت و با دقت از طریق نیروهای ناشی از کشش سطحی که به عنوان نیروهای مویینگی نیز شناخته می‌شوند، هدایت کنند.

برانگوین در بیانیه مطبوعاتی گفت: «ما در گذشته نتوانسته بودیم این کنترل دقیق بر سازماندهی هسته‌ای را در چنین مقیاس‌های زمانی سریعی داشته باشیم. این ابزار راهی برای بررسی فعالیت ژن‌ها با جزئیات جدید و شگفت‌انگیز فراهم می‌کند.»

آیا می‌توان DNA ما را مانند سمفونی‌های فیزیکی پخش کرد؟

در حالی که این عملکرد ممکن است به طور تصادفی رخ بدهد، محققان با استفاده از این ابزار می‌توانند رشته‌ها را کنترل و واکنش ژن‌ها را مشاهده کنند و به این ترتیب، ماده فیزیکی کروموزوم‌ها را که ساختاری از DNA به شکل رشته‌های نخی است و به دور میلیون‌ها پروتئین در هسته هر سلول پیچیده شده‌اند، مطالعه کنند.

آنها این ابزار جدید را با فناوری CRISPR مقایسه می‌کنند، با این تفاوت که این ابزار ژن را ویرایش نمی‌کند، بلکه راه جدیدی برای درک و به احتمال زیاد درمان برخی از انواع بیماری‌ها، به ویژه بیماری‌های مرتبط با عدم تعادل پروتئین‌ها مانند سرطان، باز می‌کند.

با استفاده از این فناوری بررسی ژنوم، آنها می‌توانند نقشه‌ای از آنچه در حال وقوع است بسازند و بهتر درک کنند که چه زمانی موارد مختلف نامنظم هستند.

آنچه هنوز محققان نمی‌دانند و ممکن است مرحله بعدی تحقیقات آنها باشد، این است که آیا می‌توانند میزان فعالیت ژن‌ها را با جابه‌جایی ژن‌ کنترل کنند یا خیر.

در یک رویکرد پیشگامانه که علمی-تخیلی به نظر می‌رسد، پژوهشگران ممکن است به زودی بتوانند ماده ژن‌ها را برای رفع اختلالات در هسته اصلی آنها دستکاری کنند.

با دستکاری رشته‌های DNA با قطرات مایع، محققان می‌توانند عملکردهای ژنتیکی ما را تغییر دهند، نقص‌های ذاتی را اصلاح و ترکیب بیولوژیکی هماهنگ‌تری ایجاد کنند.

این مطالعه در مجله Cell منتشر شده است.