يمكن لأداة إسكات الجينات أن تتيح فرصًا جديدة للنهوض بالبحوث الطبية الحيوية الأساسية وتطوير الأدوية. تعتمد هذه التقنية على قوة جزيئات الحمض النووي الريبي الصغيرة غير المشفرة التي عادةً ما تكبح نشاط الجين.
تُعرف هذه الجزيئات التنظيمية المعروفة باسم الحمض النووي الريبي المتفاعل مع Piwi ، أو piRNAs ، بدور حاسم في جلب الطفيليات الجينومية إلى الكعب. لكن عالم الوراثة كريستيان فروكيار-جنسن وزملاؤه في كاوست اختاروا مسار piRNA هذا لإخماد نشاط الجينات المستهدفة عن عمد.
العمل في الديدان الخيطية – نموذج معمل شائع لأبحاث علم الوراثة – أنشأ فريق Frøkjær-Jensen تسلسلات RNA اصطناعية مكونة من 21 حرفًا تتفاعل مع آلية piRNA الطبيعية لإسكات الجينات المقصودة.
كدليل على المبدأ ، صمم الباحثون مثل هذه “جزيئات الحمض النووي الريبوزي الإرشادية” الموجهة ضد جينين متورطين في تحديد جنس الدودة ، وبالتالي تحريف نسبة ذرية الذكور إلى الإناث.
باستخدام آلية التداخل بوساطة piRNA – piRNAi باختصار – قاموا أيضًا بإسكات العديد من الجينات الأخرى ، إما بمفردها أو بطريقة متعددة الإرسال. يقول Frøkjær-Jensen: “لقد أعدنا برمجة مسار يحمي عادةً جينوم الكائن الحي”.
“تعد تقنيتنا خطوة مهمة في تمكين الهندسة البيولوجية الدقيقة والقابلة للتطوير لكائن حي بسيط للغاية.”
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن مسار إسكات الجين نفسه موجود في البشر ، يلاحظ Frøkjær-Jensen ، “من المثير للاهتمام التفكير فيما إذا كان يمكن استخدام piRNAi كعلاج محتمل عند البشر.”
بالفعل ، يتم استخدام أدوات أخرى لإسكات الجينات ، بما في ذلك التداخل التقليدي للحمض النووي الريبي وتعديل الجينات القائم على كريسبر ، في المرضى لإصلاح الأمراض الوراثية.
لكن هذه الأساليب لا تعمل دائمًا بشكل جيد مع جميع الأهداف الجينية في الديدان. يوسع النهج الجديد من فريق FrøkjærJensen مجموعة الأدوات الجزيئية لمعالجة الجينات ويسمح بإجراء تحقيقات أكثر تفصيلاً في أنواع المختبرات النموذجية.
طور الباحثون بوابة ويب للعلماء في أي مكان لإنشاء تصاميم piRNAi الخاصة بهم. تركز أبحاث Frøkjær-Jensen الخاصة على فهم كيف يمكن وراثة الذكريات الجينية قصيرة المدى عبر الأجيال. لذلك ، فحصت مجموعته المدة التي قد يستمر فيها إسكات الجينات بوساطة piRNAi ، من الأبوين إلى النسل وما بعده.
كما اتضح ، يمكن إيقاف الجينات المختلفة لفترات زمنية مختلفة ، تتراوح من جيل إلى ستة أجيال. ومع ذلك ، يمكن للباحثين أيضًا جعل إسكات الجين دائمًا عن طريق استنفاد مسار piRNA بأكمله ، مما يوضح كيف أن نفس الآلية مطلوبة أولاً لبدء الحالة اللاجينية الموروثة ، ولكن أيضًا للحد من الحالة الوراثية.
تقول Monika Priyadarshini ، التي طورت piRNAi كطالب دراسات عليا في مختبر Frøkjær-Jensen: “نجد أنظمة الذاكرة قصيرة المدى هذه رائعة”. “ستساعدنا أداتنا والآخرين على فهم كيفية انتقال الذكريات اللاجينية ، وما إذا كانت الكائنات الحية العليا مثل البشر لديها أنظمة مماثلة.”
