مکانیسم تنظیم وراثت کروموزوم تعیین شد - کنفرانس هکا

به گزارش خبرنگاران و به نقل از فیز، در فرایند تقسیم هر سلول، اطلاعات ژنتیکی کروموزوم ها باید به طور مساوی بین سلول های دختر تازه متولد شده توزیع گردد. جداسازی آنزیم در این فرآیند نقش معین نماینده ای دارد.

سوزان هلموث و اولاف استمان از متخصصان ژنتیک در دانشگاه بایروث آلمان، اکنون مکانیسمی را که قبلاً ناشناخته بود، کشف نموده اند که فعالیت جداسازی را تنظیم می نماید. این یافته های بنیادی، جنبه جدیدی را به درک فعلی ما از وراثت کروموزوم اضافه می نماید.

تقسیم سلولی برای رشد و فراوری مثل انسان لازم است. قبل از شروع به تقسیم یک سلول، اطلاعات ژنتیکی ذخیره شده روی کروموزوم ها تکثیر می گردد. وقتی این فرآیند کامل گردد، هر کروموزوم از دو رشته DNA یکسان تشکیل می گردد که کروماتیدهای خواهر نامیده می شوند.

حلقه ای موسوم به کوئسین(Cohesin) متشکل از چندین پروتئین، هر کروموزوم را محصور نموده و یک جفت کروماتید را در کنار هم نگه می دارد.

کوئسین در حین آماده سازی برای تقسیم سلولی، از بازوهای کروموزوم ها جدا می گردد. با این حال، جداسازی کامل کروماتیدهای خواهر تنها زمانی ممکن است انجام گردد که کوئسین باقی مانده در میان کروموزوم ها توسط جداسازی آنزیم قطع گردد. سپس کروماتیدها به دو انتهای دستگاه دو رشته ای منتقل می شوند، جایی که پایه ژنتیکی سلول های تشکیل دهنده دختر را شکل می دهند.

رشد سالم سلول های دختر تنها در صورتی که دارای نقایص ژنتیکی نباشد، تضمین می گردد. برای اینکه این شرط برآورده گردد، جدایی باید دقیقاً در زمان مناسب فعال گردد و رخ دهد.

اگر کروماتیدهای خواهر خیلی زود از هم جدا شوند، فقط می توانند به طور تصادفی توزیع شوند و سلول های دختر حاصل، تعداد کروموزوم های اشتباهی دارند و می میرند یا می توانند به سلول های تومور تبدیل شوند.

تنها تنظیم دقیق جداسازی از بروز این نقص های ژنتیکی جلوگیری می نماید.

سوزان هلموث و اولاف استمان با همکاری متخصصان ژنتیک از دانشگاه سالامانکا در اسپانیا، اکنون دریافته اند که پروتئینی موسوم به شوگوشین(shugoshin)(در زبان ژاپنی به معنای روح نگهبان) دقیقاً این عملکرد تنظیم نماینده را دارد. شوگوشین باعث می گردد تا زمان مناسب رسیدن به تقسیم کوئسین، جداسازی فعال نگردد.

دانشمندان با این کشف پیروز شده اند یک معمای مهم در علم ژنتیک را حل نمایند. تا به امروز فقط پروتئین سکورین(securin) به عنوان سرکوب نماینده فعالیت های پیش از موعد جداسازی شناخته شده بود. بنابراین اعتقاد بر این بود که جداسازی منحصراً توسط سکورین تنظیم می گردد. با این حال، این دیدگاه با مشاهده اینکه جداسازی حتی در صورت عدم حضور سکورین هم به درستی تنظیم می گردد، دچار ابهام شد.

محققان می گویند: شوگوشین و سکورین هر دو از شروع زودهنگام فرآیند جداسازی کروموزوم در زمان اشتباه جلوگیری می نمایند و اگر سکورین شکست بخورد، شوگوشین به تنهایی قادر به تنظیم فعالیت جداسازی در سلول های انسانی است.

محققان افزودند: ما با نوعی افزونگی سروکار داریم که در چرخه سلولی غیرمعمول نیست؛ برای اینکه یک فرایند حیاتی به شیوه ای مرتب انجام گردد، طبیعت با کنترل همزمان آن به دو یا چند روش مختلف از آن محافظت می نماید. این باعث می گردد این فرآیند محکم باشد، اما همچنین مطالعه آن سخت است، زیرا توزیع فردی اثر قابل ملاحظه ای ندارد.

در حقیقت هلموث و استمان کشف دیگری کردند: چیزی موسوم به SAC وجود دارد که کنترل نماینده تأثیر تنظیم شوگوشین و همچنین سکورین است. این یافته این فرضیه را تأیید می نماید که SAC بر تمام فرآیندهای دخیل در وراثت کروموزوم حاکمیت دارد. تا به امروز دانشمندان تصور می کردند SAC تنها سکورین را تثبیت می نماید و تا زمانی که زمان تقسیم و جداسازی نرسیده، اجازه رخ دادن آن را نمی دهد، اما اکنون معین شده است که شوگوشین را نیز سرکوب می نماید.

اولاف استمان می گوید: من به طور ویژه از این موضوع مسرور شدم که شنیدم کتاب های درسی در پی کشف ما، مجدداً بازنویسی می شوند. تحقیقات بیشتر ما نشان خواهد داد که چگونه یافته های بنیادی ما می توانند راههایی را برای درمان سرطان بیابند.

این مطالعه به زودی در مجله Nature منتشر خواهد شد.