اخیرا محققان با خاموش کردن ژن مسئول تنظیم کلسترول بد بدون تغییر توالی DNA اولیه، نشان دادهاند که میتوان از ویرایش اپیژنتیک برای درمان بیماریها به جای فناوری ویرایش ژن متداول استفاده کرد.
به گزارش تکناک، از آنجایی که دوقلوهای همسان از یک تخمک بارور شده رشد می کنند، ژنوم یکسانی دارند یعنی کل مجموعهی مواد ژنتیکی موجود در آنها یکسان است، بنابراین هر گونه تفاوت بین آنها حتی در صفات با یک مؤلفه ژنتیکی قابل توجه(مثلاً یکی مبتلا به بیماری قلبی است و دیگری نه) به دلیل محیط آنها است که به عنوان اپیژنتیک شناخته میشود.
ژنهای موجود در DNA هنگامی که خوانده میشوند و به RNA رونویسی میشوند، فعال میشوند و بعد از آن به پروتئین ترجمه میشود. این پروتئینها هستند که بسیاری از ویژگیها و عملکردهای یک سلول را تعیین میکنند. تغییرات اپیژنتیکی میتواند رونویسی ژنهای خاص را تقویت یا خاموش کند، تولید پروتئین مرتبط را افزایش داده یا مهار کند، اما ژنوم را تغییر نمیدهد. این تغییرات که برگشتپذیر هستند، میتوانند تمام زندگی فرد را تحت تأثیر قرار دهند و میانجی ارتباط مادامالعمر بین ژنها و محیط باشند.
در یک مطالعه جدید، محققان موسسه علمی IRCCS San Raffaele در میلان ایتالیا، روشی برای ویرایش اپیژنتیکی نشان دادند که ژن تنظیم کننده کلسترول را در موشها بدون تغییر ژنوم غیرفعال کرد.
اگر میخواهید راهی آسان برای درک اپیژنتیک داشته باشید، این ویدیوی TED-Ed توسط کارلوس گوئررو-بوزانا، محقق اپیژنتیک را ببینید.
استفاده از ویرایش ژنوم برای ایجاد تغییرات دقیق در DNA با فناوریهایی مانند CRISPR یا به اصطلاح قیچی ژنتیکی انجام میشود که روشی امیدوارکننده برای درمان بیماریها است. با این حال، این احتمال وجود دارد که شکستن DNA منجر به پیامدهای ناخواسته شود، مانند جهش های ژنتیکی و اثرات خارج از هدف که عملکرد یا تنظیم ژنهای غیر هدف را مختل میکنند. ویرایش اپیژنتیک یک جایگزین جذاب است که گروههای شیمیایی را که DNA را بدون تغییر ژنوم تزئین میکنند، اصلاح میکند.
محققان ژن Pcsk9 را هدف قرار دادند که دستورالعملهایی را برای ساخت پروتئینی به نام PCSK9 ارائه میدهد که به تنظیم میزان کلسترول در جریان خون کمک میکند. PCSK9 تعداد گیرندههای لیپوپروتئین با چگالی کم LDL یا کلسترول بد روی سلولها را کنترل میکند که به LDL متصل میشوند تا آن را از خون خارج کنند. مهار PCSK9 گیرندههای بیشتری را برای پاکسازی کلسترول LDL آزاد میکند و میزان آن را کاهش میدهد. پس از غربالگری پلتفرمهای مختلف اتصال DNA، محققان کشف کردند که پروتئینهای انگشت روی در خاموش کردن Pcsk9 در موشها کارآمدتر هستند.
نوکلئاز انگشت روی (به انگلیسی: Zinc Finger Nuclease) یا ZFN اولین سیستم پروتئینی متصل شونده به DNA قابل برنامهریزی با کاربرد وسیع است. ZFNها شامل زنجیرهای از پروتئینهای انگشت روی هستند که به یک نوکلئاز باکتریایی ملحق شدهاند تا بتوانند سیستمی را تولید کنند که قادر به ایجاد برشهای دو رشتهای خاص در DNA برای ویرایش ژن باشد.
آنها از نانوذرات لیپیدی (LNPs) برای رساندن ماشین ویرایش اپیژنتیکی به کبد استفاده کردند، جایی که گیرندههای کلسترول LDL بسیار فراوان هستند. یک دوز باعث خاموش شدن Pcsk9 شد و تقریباً میزان پروتئین PCSK9 در گردش را برای تقریباً یک سال به نصف کاهش داد. این روش که Epi-Silence نام دارد تا 75٪ از Pcsk9 را مهار کرد و همچنین ویرایش ژن معمولی را بدون ایجاد آسیب DNA برای غیرفعال کردن ژن مورد نظر انجام داد.
محققان میگویند که روش خاموش کردن اپیژنتیک آنها، فرصتهای هیجانانگیزی برای ژن درمانی را باز میکند و تحقیقات بیشتری را ایجاب میکند.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شد.
