پژوهشگران اسپانیایی در مرکز تنظیم ژنومی(CRG) در بارسلونا نقش غیر قابل انتظار و حیاتی ساختار ژنومی را در تعیین سرنوشت سلولی نشان داده اند.
این مطالعه پیشرفت مهمی را در درک ما از تنظیم ژنی ارائه می کند و لایه جدیدی از پیچیدگی را نشان می دهد که بر لزوم تفسیر مناسب ژنوم و بیان ژن در آینده تاکید دارد.
سال هاست که محققین به ژنوم به عنوان توالی از حروف، به دید کد زندگی نگاه می کنند و اینک به دنبال این هستند که سازماندهی سه بعدی آن را شناسایی کنند.
در این مطالعه که در مرکز تنظیم ژنومی(CRG) بارسلونا صورت گرفته است محققین نشان داده اند که سازماندهی سه بعدی ژنوم نقش کلیدی را در بیان ژن و به دنبال آن تعیین سرنوشت سلولی بازی می کند.
در این مطالعه آن ها به بررسی بازبرنامه ریزی سلولی پرادختند که اجازه تبدیل کردن سلول های سوماتیک مانند سلول های سفید خونی به سلول های بنیادی پرتوان را می دهد، در نتیجه این سلول ها می توانند به هر نوع سلولی در بدن تمایز یابند.
فاکتورهای رونویسی نقش مهمی را در کنترل فعالیت ژن بازی می کنند و محققین به بررسی نحوه القای تغییرات بیان ژنی، مدیفیکاسیون کروماتین و تغییرات در سازماندهی سه بعدی ژنوم پرداختند.
نحوه شکل گیری سلول های بنیادی و این که چگونه آن ها به انواع مختلف سلول ها تبدیل می شوند، یک چالش بزرگ در زمینه زیست شناسی مدرن محسوب می شود. بیش از ۵۰ مورد سلول مختلف در بدن وجود دارد که حاوی ژنوم یکسانی هستند. چه چیزی موجب می شود که این سلول ها با یکدیگر متفاوت شوند؟ جواب این است که سلول های مختلف، اطلاعات را در بخش های مختلف ژنوم می خوانند. ماشین مورد نیاز برای خوانش این اطلاعات، فاکتورهای رونویسی هستند که موجب خاموش یا روشن شدن ژن ها می شوند.
مولکول های دیگری نیز در این فرایند دخالت دارند که از جمله آن ها می توان به تنظیم کننده های اپی ژنتیکی اشاره کرد که به متراکم یا باز شدن ژنوم درون هسته کمک می کنند.
محققین CRG بارسلونا، ابزار دقیقی را طراحی کرده اند که قادر است دینامیک سازماندهی ژنوم را با مقایسه تغییرات در ساختار و رونویسی ژنومی در زمان های مختلف طی بازبرنامه ریزی مورد مطالعه قرار دهد.
به نظر می رسد که فاکتورهای رونویسی در ابتدا ژن های خاصی را روشن می کنند و سپس موجب سازماندهی مجدد ساختار سه بعدی کروموزوم می شوند. جالب این که به نظر می رسد در بخش بزرگی از ژنوم، فاکتورهای رونویسی این سازماندهی مجدد را قبل از روشن شدن ژن ها انجام می دهند.
این مطالعه نشان داده است که فاکتورهای رونوسی نقش کاملا جدیدی را در بازبرنامه ریزی سلول بازی می کنند، بدین معنی که آن ها نه تنها در روشن و خاموش شدن ژن ها نقش دارند بلکه تغییرات ساختاری نیز در ژنوم ایجاد می کنند که موجب تعدیل بیان ژن ها می شود.
