اكتشاف أداة جديدة تساعد على فك شفرة سلوك الجينات! هل سنقل وداعًا للأمراض المستعصية؟

أجرى العلماء أبحاثًا مكثفة حول بنية المادة الوراثية وتسلسلها وتفاعلها مع البروتينات، آملين في فهم كيفية تأثير الوراثة والبيئة على الأمراض. وقد تناول هذا البحث، جزئيًا، العلامات اللاجينية، وهي تعديلات كيميائية تطرأ على الحمض النووي والحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتينات المرتبطة، المعروفة باسم الهستونات.

تلعب العلامات اللاجينية دورًا حاسمًا في تحديد الأوقات والطرق التي تُفعّل بها الجينات أو تُعطّل، كما توجه الخلايا في كيفية تفسير المعلومات الجينية واستخدامها، مما يؤثر على مختلف العمليات الخلوية. لذا، فإن التغيرات في هذه العلامات تؤثر بشكل كبير على تنظيم الجينات ووظائف الخلايا، ما يعني إمكانية إسهامها في تطور الأمراض. وبدراسة هذه العلامات، يأمل الباحثون في فهم دورها في الصحة والمرض واكتشاف طرق علاجية جديدة.

على الرغم من قدرة الباحثين على تحديد ومقارنة العلامات اللاجينية، ظل فهم العلاقة بين التعديلات المحددة وآلية عمل الجينات أمرًا معقدًا. لتجاوز هذه العقبة، طور الدكتور دان أوتان وانغ والدكتور كاندارب جوشي أداة جديدة تُدعى epidecodeR. هذه الأداة، التي نُشرت في مجلة "Briefings in Bioinformatics"، تُمكّن العلماء من التحقق بسرعة من تأثير التعديلات على استجابة الجين في ظروف معينة بسهولة.

يُشير جوشي، الباحث في معهد المواد الخلوية المتكاملة، إلى أن العثور على علاقة إيجابية قد يحفز العلماء على التحقق من النتائج ويعزز فهمهم لدور هذه التعديلات الجينية في ظروف متنوعة، بما في ذلك السرطان والاضطرابات العصبية.

استخدم الفريق البحثي أساليب إحصائية متقدمة لتحليل مجموعات الجينات بناءً على التعديلات الكيميائية المُطبقة عليها، مما مكّنهم من إظهار قدرة أداة EpidecodeR على التنبؤ بأثر تعديلات محددة، كتغيير في بعض البروتينات أو استخدام أدوية معينة، وكيفية تأثير هذه التعديلات على فعالية الجينات.

يوضح وانغ، الأستاذ الزائر في معهد iCeMS وقائد الدراسة، كيف استطاعوا باستخدام أداة epidecodeR التنبؤ بتأثير بروتين يُعرف باسم هيستون دياسيتيلاز على نشاط الجينات بنجاح. وأضاف أن الأداة كانت فعّالة أيضًا في تحديد المركبات التي يُمكنها تثبيط بروتين آخر يُدعى RNA demethylase، وسعوا لفهم كيف يُمكن لتغييرات البروتينات، المعروفة بالهستونات، أن ترتبط باستخدام المخدرات.

يخطط الباحثون لإجراء المزيد من الدراسات لتعزيز الدقة والخصوصية في استخدام أداة epidecodeR. يتطلع جوشي إلى إدراج تفاصيل أكثر دقة تتعلق بمواقع وطرق وعدد التعديلات الحاصلة على الجينات، مشيرًا إلى أن الهدف يكمن في توفير تشكيلة أوسع من الاختبارات الإحصائية للمستخدمين، بما يتواءم مع تعقيد البيانات المتزايد، لتعزيز كفاءة وفعالية الأداة.