كان التطور الأكثر إثارة في أبحاث الوراثة البشرية هو القدرة على إجراء دراسات منهجية واسعة النطاق للاختلافات الوراثية في الآلاف من الناس. لقد أحدثت دراسات الارتباط على نطاق الجينوم ثورة في فهمنا للعديد من الأمراض المعقدة المختلفة.

ولكن على الرغم من هذه التطورات ، لا نزال قادرين فقط على شرح جزء صغير من وراثة العديد من الحالات الصحية. في دراسة أن مختبري لديه نشرت للتو في العلوم، نظهر أن سمات الشخص يمكن أن تتأثر بشدة بالتنوع الوراثي في ​​جزء غير متوقع من الجينوم الذي تم تجاهله في الدراسات السابقة.

العوامل البيئية التي تلعب دورًا إلى جانب علم الوراثة في تحديد سمات الشخص موجودة أيضًا في الرحم. عندما يكون النسل في الرحم ، فإن ما تختبره أمهاتهم بيئيًا (بما في ذلك النظام الغذائي ، والإجهاد ، والتدخين) لديه القدرة على التأثير على سمات النسل عندما يصبحون بالغين. من المفهوم أن هذه "البرمجة التنموية" هي مساهم كبير في وباء السمنة الذي نراه اليوم.

اللاعب الرئيسي في هذه العملية هو علم التخلق. علم التخلق هي التعديلات التي تقع خارج الجينوم وتحدد أجزاء الحمض النووي التي تجعلها أكثر نشاطًا أو غير نشطة. يتضمن أحد هذه التعديلات وضع علامات على الحمض النووي مع مركبات تسمى مجموعات الميثيل. تحدد مجموعات الميثيل ما إذا كان يتم التعبير عن الجينات (قيد التشغيل) أم لا. خلايا الكبد وخلايا الكلى متطابقة وراثيا بصرف النظر عن علاماتها الجينية. وقد اقترح أنه استجابة لبيئة رديئة في الرحم ، سوف يتغير الملف الوراثي للنسل.

في دراستنا ، قارنا نسل الفئران الحامل عند إعطاء نظام غذائي منخفض البروتين (8 ٪ البروتين) والنظام الغذائي العادي (20 ٪ البروتين). بعد الفطام ، تم إعطاء جميع النسل حمية طبيعية. ثم نظرنا إلى الفرق في مثيلة الحمض النووي للذرية ، ومقارنة تلك الفئران التي كانت لدى أمهاتها حمية منخفضة البروتين بأولئك اللائي كانت لدى أمهاتهن حمية طبيعية.

أبحث في المكان الخطأ

في البداية ، لم نجد شيئًا ، لذا كانت هذه مفاجأة كبيرة ، ولكن بعد ذلك نظرنا إلى بيانات الحمض النووي الريباسي (rDNA) ووجدنا اختلافات جينية هائلة. الحمض النووي الريبوسوم هو المادة الوراثية التي تشكل الريبوسومات - آلات بناء البروتين داخل الخلية.

عندما تتوتر الخلايا - على سبيل المثال عندما تكون مستويات المواد الغذائية منخفضة - فإنها تغير إنتاج البروتين كاستراتيجية للبقاء. في الفئران التي تم إطعام أمهاتها بنظام غذائي منخفض البروتين ، وجدنا أنهما ميثليته. أدى ذلك إلى إبطاء التعبير عن الحمض النووي الريبي النووي (rDNA) الخاص بهم ونتج عنه ذرية أصغر - بقدر وزن 25٪.

تحدث هذه الآثار اللاجينية في نافذة تنموية حرجة بينما يكون النسل في الرحم ولكنه تأثير دائم يبقى في مرحلة البلوغ. لذا فإن اتباع نظام غذائي منخفض البروتين لدى الأم أثناء الحمل من المرجح أن يكون له عواقب وخيمة أكثر على حالة وراثية ذرية النسل ووزنه مقارنة بالنظام الغذائي للذرية بعد الفطام.

إذا نظرنا إلى ما وراء العلامات اللاجينية ، عندما نظرنا إلى التسلسل الوراثي الأساسي للـ rDNA ، وجدنا مفاجأة أكبر. على الرغم من أن جميع الفئران التي شملتها الدراسة كانت متطابقة وراثيا ، وجدنا أن الحمض النووي الريبي بين الفئران الفردية لم يكن متطابقا وراثيا - وأنه حتى داخل فأرة فردية ، كانت النسخ المختلفة من الحمض النووي الريبي متمايزة وراثيا. لذلك هناك تباين كبير في الحمض النووي الريبي الذي يلعب أيضًا دورًا كبيرًا في تحديد سمات النسل.

في أي جينوم معين ، توجد العديد من نسخ الحمض النووي الريبي ، وقد وجدنا أن نسخ الحمض النووي الريبي ليست كلها تستجيب بالطريقة نفسها متجانسة. يبدو أن هناك نوعًا واحدًا فقط من الحمض النووي الريبي (rDNA) - وهو "البديل A" - يخضع لعملية المثيلة ويؤثر على الوزن. هذا يعني أن الاستجابة اللاجينية للماوس المعين يتم تحديدها بواسطة التباين الوراثي للـ rDNA الخاص بهم - أولئك الذين لديهم أكثر من الـ rDNA المتغير ينتهي بهم الأمر إلى أن يصبحوا أصغر.

قدرت الوراثة (مقدار خطر الإصابة بالمرض من خلال العوامل الوراثية) لمرض السكري من النوع 2 بين 25٪ و 80٪ في دراسات مختلفة. ومع ذلك ، فقط حوالي 20٪ من وراثة مرض السكري من النوع 2 قد تم تفسيره من خلال دراسات الجينوم للأشخاص المصابين بهذا المرض.

حقيقة أن التباين الوراثي للحمض النووي الريبوسوم يبدو أن له تأثيرا قويا يشير إلى أن GWASs في البشر قد يفتقد جزء رئيسي من اللغز ، حتى الآن نظروا فقط في جزء نسخة واحدة من جينومات الناس. يمكن أن يؤدي التحليل الوراثي والجيني للـ rDNA في البشر إلى الحصول على رؤى مهمة للغاية في مجموعة متنوعة من الأمراض التي تصيب الإنسان.

نبذة عن الكاتب

فاردمان راكيانأستاذ علم التخلق ، جامعة كوين ماري في لندن

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

at سوق InnerSelf و Amazon