سه روش ژنتیکی برای تصویری دقیق‌تر از تغییرات DNA
به گزارش انجمن خرد آورده شده از ایسنااغلب تصور می شود تمام سلول های بدن یک فرد، مجموعه ای کاملاً یکسان از DNA دارند. این تصور تا حد زیادی درست است، اما واقعیت پیچیده تر از آن است. سلول های بدن در طول زمان تغییرات ژنتیکی متفاوتی پیدا می کنند و در نتیجه، ممکن است DNA سلول های یک بافت با DNA سلول های بافتی دیگر یکسان نباشد. به مجموعه این تفاوت ها «موزاییک گرایی پیکری» گفته می شود؛ یعنی بدن یک فرد مانند موزاییکی از سلول هایی با تفاوت های ژنتیکی جزئی است.
بخش زیادی از پژوهش های ژنتیکی در گذشته بر تغییرات ارثی تمرکز داشته اند؛ تغییراتی که از والدین به فرزندان منتقل می شوند و معمولاً در همه سلول های بدن وجود دارند. اما تغییرات پیکری در طول زندگی فرد و فقط در برخی سلول ها ایجاد می شوند. بیشتر این تغییرات ممکن است بی ضرر باشند، ولی بعضی از آن ها با بیماری ها ارتباط مستقیم دارند. سرطان یکی از مهم ترین نمونه هاست، زیرا در بسیاری از موارد، تغییرات DNA در تعداد محدودی از سلول ها می تواند عملکرد آن ها را تغییر دهد. بنابراین، شناخت دامنه طبیعی این تغییرات، برای تشخیص بهتر تغییرات مرتبط با بیماری اهمیت دارد.
پژوهشگران دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، با همکاری گروه های علمی دیگر، مجموعه ای از مطالعات را درباره شناسایی و ارزیابی تغییرات پیکری DNA انجام داده اند. این پژوهش ها در چارچوب شبکه «موزاییک گرایی پیکری در بافت های انسانی» انجام شده اند؛ شبکه ای که از سوی صندوق مشترک مؤسسه ملی سلامت آمریکا پشتیبانی می شود.
دانشمندان برای بررسی این موضوع، از داده های گسترده پروژه مرجع پنگنوم انسانی و همچنین داده های پروژه بین المللی HapMap استفاده کردند. پروژه پنگنوم برای افزایش تنوع ژنتیکی موجود در مرجع مورد استفاده دانشمندان ایجاد شده است. پژوهشگران نشان دادند که داده های این پروژه، علاوه بر شناسایی تفاوت های ارثی، می تواند برای یافتن تغییرات پیکری DNA در بافت های مختلف نیز به کار رود. در مطالعه دیگر، گروه پژوهشی، میلیون ها تغییر ژنتیکی پیکری را به صورت مصنوعی ایجاد کرد تا از آن ها برای آزمودن دقت ابزارهای محاسباتی استفاده کند. این کار به پژوهشگران اجازه داد بررسی کنند آیا روش های رایانه ای می توانند تغییرات بسیار نادر DNA را به درستی شناسایی کنند یا نه.
نتایج این مجموعه مطالعات نشان داد سه روش اصلی توالی یابی DNA، یعنی توالی یابی توده ای، توالی یابی تک سلولی و توالی یابی دوگانه، هرکدام اطلاعات متفاوت اما مکملی ارائه می کنند. در توالی یابی توده ای، DNA تعداد زیادی سلول به طور هم زمان بررسی می شود. توالی یابی تک سلولی امکان بررسی جداگانه سلول ها را فراهم می کند و توالی یابی دوگانه با بررسی دقیق تر هر دو رشته DNA، احتمال خطا را کاهش می دهد. ترکیب این سه روش می تواند تصویر کامل تری از تفاوت های ژنتیکی موجود در بافت ها ارائه کند.
پژوهشگران همچنین اعلام کردند که دقت فناوری ها و ابزارهای محاسباتی مورد استفاده در این مطالعات تأیید شده است. این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا تغییرات پیکری معمولاً بسیار نادرند و ممکن است تنها در بخش کوچکی از سلول های یک بافت دیده شوند. اگر روش بررسی دقت کافی نداشته باشد، ممکن است تغییرات واقعی نادیده گرفته شوند یا خطاهای آزمایشگاهی به اشتباه به عنوان تغییر ژنتیکی شناسایی شوند. پژوهشگران اکنون قصد دارند نمونه های چندین بافت را از ۱۵۰ فرد با پیشینه های ژنتیکی متنوع و در مراحل مختلف زندگی بررسی کنند.
شناخت تغییرات طبیعی DNA در بافت های بدن می تواند به دانشمندان کمک کند مرز میان تغییرات بی ضرر و تغییرات بیماری زا را بهتر مشخص کنند. به گفته محققان، انسان ها از نظر ژنتیکی نوعی موزاییک هستند، اما هنوز دامنه کامل این تفاوت های طبیعی به طور دقیق تعریف نشده است. ایجاد یک مرجع از تغییرات طبیعی می تواند در آینده به شناسایی تغییراتی کمک کند که احتمالاً خطر بیماری را افزایش می دهند.
این یافته ها که در نشریات علمی Cell و Cell Genomics منتشر شده اند، همچنین می توانند درک دانشمندان از پیری را تغییر دهند. با افزایش سن، سلول های بدن فرصت بیشتری برای انباشتن تغییرات DNA پیدا می کنند. بررسی این تغییرات در بافت های گوناگون ممکن است روشن کند چرا بعضی بافت ها بیشتر در معرض بیماری قرار می گیرند و چرا خطر برخی بیماری ها در دوره های خاصی از زندگی افزایش می یابد. با این حال، مطالعات فعلی بیشتر بر سنجش دقت روش ها و ایجاد ابزارهای قابل اعتماد تمرکز دارند و برای نتیجه گیری درباره نقش هر تغییر در یک بیماری مشخص، به پژوهش های بیشتری نیاز است.