توسط پسخ بنسون • ۹ آوریل ۲۰۲۶
اورشلیم، ۹ آوریل ۲۰۲۶ (TPS-IL) — بر اساس مطالعه جدیدی از دانشمندان اسرائیلی و فرانسوی که نقش قدرتمند مناطق قبلاً نادیده گرفته شده ژنوم را روشن میکند، تنها یک تغییر در DNA — فقط یک حرف در میان میلیاردها — میتواند به طور کامل روند رشد جنسی را معکوس کند.
دانشمندان دانشگاه بار-ایلان، با همکاری همتایان خود از موسسه علوم وایزمن در اسرائیل و دانشگاه مونپلیه در فرانسه، دریافتند که وارد کردن یک باز DNA منفرد در یک منطقه غیرکدکننده باعث شد موشهای ماده ژنتیکی (XX) به طور کامل به عنوان نر، با بیضه و اندام تناسلی نر، رشد کنند.
این تحقیق که در مجله معتبر Nature Communications منتشر شده است، نشان میدهد که چگونه تغییرات بسیار کوچک خارج از خود ژنها میتوانند پیامدهای بیولوژیکی چشمگیری داشته باشند.
دکتر نیتزان گونن، پژوهشگر دانشکده علوم زیستی بار-ایلان، گفت: «این یک یافته قابل توجه است زیرا چنین تغییر کوچکی — فقط یک حرف DNA از حدود ۲.۸ میلیارد — برای ایجاد یک نتیجه رشدی چشمگیر کافی بود. این نشان میدهد که DNA غیرکدکننده میتواند تأثیر عمیقی بر رشد و بیماری داشته باشد.»
این جهش در یک ژن رخ نداده، بلکه در یک بخش تنظیمکننده DNA معروف به Enh13 رخ داده است که فعالیت Sox9، ژنی را کنترل میکند که نقش حیاتی در رشد بیضه دارد. در رشد طبیعی ماده، Sox9 غیرفعال باقی میماند و اجازه تشکیل تخمدان را میدهد. با این حال، در نرها، Sox9 فعال میشود و باعث تشکیل بیضه میگردد.
محققان Enh13 را نوعی سوئیچ مولکولی یا میدان نبرد توصیف میکنند. در جنینهای نر، عواملی که باعث رشد بیضه میشوند به این ناحیه متصل شده و Sox9 را فعال میکنند. در مادهها، عوامل متفاوتی به همین محل متصل شده و ژن را سرکوب میکنند.
محققان با معرفی جهش با استفاده از ویرایش ژنوم CRISPR، این تعادل را مختل کردند. سرکوب طبیعی Sox9 در جنینهای XX با شکست مواجه شد و اجازه فعال شدن ژن را داد. در نتیجه، موشها با وجود داشتن دو کروموزوم X، آناتومی تولید مثلی نر را پیدا کردند.
این تیم چندین مدل موش با تغییرات جزئی در همان ناحیه تنظیمکننده ایجاد کرد، از جمله وارد کردن یک حرف و حذف سه حرف. هر دو نوع جهش منجر به همان نتیجه شد: معکوس شدن کامل جنسیت در موشهای XX. آزمایشهای بیشتر آزمایشگاهی نشان داد که چگونه این تغییرات کوچک با مکانیسمهای تنظیمکننده طبیعی کنترلکننده Sox9 تداخل ایجاد میکنند.
این یافتهها بر اساس تحقیقات قبلی همین گروه تحقیقاتی است که در سال ۲۰۲۴ منتشر شد و پدیده معکوس را نشان داد. در آن مطالعه، جهشهای کوچک متفاوتی در Enh13 باعث شد موشهای نر ژنتیکی (XY) به عنوان ماده رشد کنند. در مجموع، نتایج نشان میدهد که این عنصر تنظیمکننده نقش دوگانهای ایفا میکند، هم رشد نر را فعال میکند و هم اطمینان حاصل میکند که مسیرهای ماده در صورت لزوم دست نخورده باقی میمانند.
فراتر از پیامدهای آن برای علوم پایه، این کشف میتواند ارتباط بالینی داشته باشد. اختلالات رشد جنسی (DSD) بر حدود یک نفر از هر ۴۰۰۰ تولد در سراسر جهان تأثیر میگذارد. این شرایط شامل رشد غیرطبیعی جنسیت کروموزومی، غددی یا آناتومیکی است و در بیش از نیمی از موارد، علت ژنتیکی زمینهای ناشناخته باقی میماند. این یافتهها احتمال تشخیص دقیقتر DSD را افزایش میدهد.
این یافتهها میتواند نحوه انجام آزمایشهای ژنتیکی را به طور گستردهتری تغییر دهد. بسیاری از اختلالات رشدی توضیح داده نشده، نه فقط DSD، ممکن است ناشی از جهش در DNA تنظیمکننده باشند. گنجاندن این مناطق در تجزیه و تحلیل ژنوم میتواند به شناسایی علل شرایط “رازآلود” قبلی کمک کند و مراقبت از بیمار و مشاوره ژنتیکی را بهبود بخشد.
در آیندهای دورتر، درک بهتر نحوه فعال و غیرفعال شدن ژنهایی مانند Sox9 میتواند در نهایت به پزشکان در تشخیص اشکال خاصی از ناباروری یا اختلال عملکرد غدد جنسی کمک کند و احتمالاً راهنمایی برای مداخلات باشد.
الیشوا ابربوک، دانشجوی دکتری که این مطالعه را رهبری کرد، گفت: «یافتههای ما نشان میدهد که نگاه کردن فقط به ژنها کافی نیست. جهشهای مهم بیماریزا ممکن است در ژنوم غیرکدکننده، در مناطقی از DNA که فعالیت ژن را کنترل میکنند نه اینکه پروتئین کد کنند، نهفته باشند.»
محققان معتقدند که Enh13 ممکن است تنها نمونهای از بسیاری از عناصر تنظیمکننده مشابه باشد که در بخش وسیع غیرکدکننده DNA، که حدود ۹۸ درصد از ژنوم انسان را تشکیل میدهد، پنهان شدهاند. آنها اکنون در حال کار برای شناسایی سیستماتیک مناطق مشابه و درک نقش آنها در رشد و بیماری هستند.