مشروع الفانتوم 5: أول خارطة للتعبير الجيني عند البشر

كلنا منعرف وسمعنا بمشروع الجينوم البشري، ومنعرف أهميته الكبيرة وكونه نقلة معرفية وخطوة أساسية بكتير مجالات علاجية وطبية عن طريق تحسين فهمنا للإنسان وبالتالي التعامل مع صحته.. أما الخريطة يلي رح نحكي عنها اليوم فهي خطوة أحدث وعلى درجة عالية من الأهمية: خريطة لفعالية المورثات بهالجينوم أو Gene expression .

البشر كائنات معقّدة ذات خلايا متعدّدة ومؤلّفة على الأقل من 400 نمط مميّز من الخلايا، وهذا التنوّع الجميل في أنواع الخلايا يسمح لنا بأن نرى ونفكّر ونسمع ونتحرّك ونقاوم العدوى، وكلّ هذا تمّ ترميزه في نفس الجينوم. والاختلاف بين كلّ هذه الخلايا يكمن في أيّ قسم من الجينوم تستخدمه الخلايا، فعلى سبيل المثال، خلايا الدماغ تستخدم جينات مختلفة عمّا تستخدمه خلايا الكبد و بالتالي فإنها تعمل بشكل مختلف جداً. وفي FANTOM5 فقد بحث العلماء وللمرّة الاولى عن أيّ جينات تستخدم فرضياً في كل أنواع الخلايا عبر جسم الانسان، وعن المناطق التي تحدّد ماهي الجينات التي سوف تُقرأ وتُستعمل من الجينوم".

ففي حين أنّ مشروع الجينوم البشريّ قد قام بتحديد كلّ مورّثة في الجينوم البشريّ (الذخيرة الوراثية للبشر)، فإنّ مشروع الفانتوم The FANTOM project يقوم بتحديد المورّثات النشِطة في هذا الجينوم.

مشروع الفانتوم The FANTOM Project* هو مبادرة أطلقتها مؤسّسة RIKEN اليابانيّة للأبحاث في عام 2000 لبناء مكتبة كاملة لمورّثات الإنسان باستخدام القدرات التي تقدّمها أحدث تقنيات الـDNA المتمّم "cDNA".

هذا المشروع، وفي نسخته الخامسة، قام بإصدار الصورة الأكثر تفصيلاً حتّى الآن عن كيفيّة تنظيم المادة الوراثيّة البشريّة، وكانت نتيجة هذا العمل مخطّطاً لشبكة الـ"مفاتيح" الموجودة في الـDNA البشريّ، والتي تتحكّم في متى وأين يتم إثارة (فتح) المورّثات وقفلها.

ولهذا الغرض استخدم الباحثون تقنية شديدة الحساسية تدعى تحليل غطاء التعبير الجينيcap analysis of gene expression (CAGE)، لمراقبة نشاط المحفّزات *Promoters والمعزّزات Enhancers*، وهي مناطق قصيرة من الـDNA تؤثر على نشاط المورّثات. وقد تمّ نشر العديد من الأبحاث والدراسات عن هذا المشروع.

حيث يصف بحثان منشوران في مجلة Nature العلمية خرائط لهذه المحفّزات والمعزّزات الموجودة في الجينوم البشري ونشاطها غبر مختلف الخلايا والنسج في جسم الانسان.

يقدّم البحث الأوّل خريطة للمحفّزات النشِطة في الخلايا الحيّة والقادرة على النسخ ثنائي الاتجاه عبر جسم الإنسان، حيث أشار الباحثون إلى أنّ نشاط أغلب هذه المناطق التنظيميّة شديدة الخصوصيّة تبعاً لنوع الخلية.

أما في البحث الثاني فقد تمّت دراسة مناطق بدء النسخ "أو المحفّزات" لدى كل من البشر والفئران واستخداماتها في مجموعة مختلفة من الخلايا الأوليّة والخطوط الخلويّة والنسج عند الإنسان والحيوان لإنتاج أطلس التعبير الجيني الأكثر شمولاً للثديات. حيث تعطي هذه المعلومات القدرة على رؤية مناطق النسخ والمحفّزات عبر مختلف أنواع الخلايا بالإضافة إلى ملاحظات قيّمة عن عمليات النسخ الخاصّة لكلّ نوعٍ من الخلايا.

المكتبة الأساسيّة لتعريف الخلايا والتي تمّ إنتاجها خلال FANTOM5 تُعتبر خطوةً رائعة للتلاعب بالخلايا، وستكون هذه المكتبة مصدراً أساسيّاً لتطوير نطاق واسع من التقنيات لأجل علوم الحياة ، والذي سيقود بدوره إلى تطوير الطب الشخصيّ والتجديديّ "regenerative and personalized medicine" في المستقبل القريب.

الهامش:

(promoters): هي منطقة او تسلسل من DNA التي تحدد بداية انتساخ المورثة بواسطة انزيم RNA polymerase.

و (enhancer): منطقة او تسلسل من DNA عندما يرتبط ببروتنات محددة فانها تحسن من عملية انتساخ المورثات .

FANTOM = functional annotation of the mammalian genome .. الشرح الوظيفي لجينوم الثديات.

المصادر:

هنا

هنا

هنا