كوشش پژوهشگران حوزه سرطان براي مهار قطعات اسرارآميزي از DNA
اين موضوع كه آيا قطعاتي از DNA كه موجب تقويت فعاليت ژن‌ها مي‌شوند، شكل جديد و ناشناخته‌اي از تنظيم ژن هستند يا نه، هنوز مورد مباحثه است.
درمان‌هاي تجربي سرطان با هدف مهار قطعات تقويت‌كننده‌ي DNA به نام افزاينده‌هاي فوق‌العاده (super-enhancers) كه موجب فعال شدن برخي از ژن‌ها مي‌شوند، براي نخستين بار در بيمارستان مورد استفاده قرار مي‌گيرد. با اين حال دانشمندان هنوز هم در مورد نحوه‌ي عملكرد اين عناصر و اينكه آيا اين‌ها اساسا روش جديدي از تنظيم ژن هستند يا نه، مباحثه مي‌كنند.
داده‌هاي اوليه‌ي ارائه‌شده توسط شركت داروسازي سيروس نشان مي‌دهد كه جستجو به‌دنبال يافتن يك افزاينده‌ي فوق‌العاده‌ي خاص، مي‌تواند بيماران مبتلا به لوكمي حاد ميلوييدي را كه مصرف دارويي به نام تاميباروتن براي آن‌ها مفيد است، شناسايي كند. اين نتايج در نشست انجمن آمريكايي هماتولوژي در سنديگو ارائه شد.
در تاريخ ۱۵ نوامبر نيز اين شركت، از داده‌هاي يك آزمايش مقدماتي ديگر كه در آن به بيماران داراي تومورهاي توپر (solid tumours)، يك داروي مهاركننده‌ي پروتئين CDK7 داده شده بود، رونمايي كرد. آزمايش‌هاي آزمايشگاهي نشان مي‌دهند كه مهار اين پروتئين مي‌تواند از فعاليت افزاينده‌ي فوق‌العاده‌اي كه با برخي از سرطان‌ها مرتبطند، بكاهد.
اين آزمايش‌ها نخستين تلاش‌ها در جهت مورد هدف قرار دادن افزاينده‌هاي فوق‌العاده به‌منظور درمان بيماري‌هاي انساني است. اما اين امر هنوز آشكار نيست كه آيا اين قطعات DNA به‌راستي نسخه‌هاي قوي‌تري از توالي‌هاي تنظيم‌كننده‌ي ژني شناخته‌شده به نام افزاينده‌ها (enhancers) هستند يا نه. لوتار هنيگهازن، ژنتيك‌دان موسسه‌ي ملي بيماري‌هاي ديابت، گوارش و كليه در آمريكا معتقد است كه شايد اصلا چنين چيزي وجود نداشته باشد.
پژوهشگران مدت‌هاست مي‌دانند كه افزاينده‌ها در تنظيم اينكه ژن‌ها در چه زماني و چگونه بيان پيدا كنند، مهم هستند؛ اما در سال ۲۰۱۳، پژوهشگران متوجه شدند كه برخي از افزاينده‌ها كه افزاينده‌هاي فوق‌العاده ناميده مي‌شدند، در مجاورت ژن‌هايي كه در تعيين هويت منحصربه‌فرد يك سلول نقش دارند، تجمع يافته‌اند؛ اينكه آيا يك سلول درنهايت به يك سلول عضلاني يا يك سلول پستاني تبديل شود.
به‌انديشه متخصصين مي‌رسد كه افزاينده‌هاي فوق‌العاده به‌ويژه در سلول‌هاي بنيادي جنيني مهم باشند. البته آن‌ها گاهي توسط سلول‌هاي سرطاني ربوده مي‌شوند تا با تحريك فعاليت نابجاي ژن به رشد غده‌ي سرطاني كمك كنند. افزاينده‌هاي فوق‌العاده همچنين به‌طور غيرعادي مقدار زيادي از پروتئين‌هاي مورد نياز براي فعال كردن ژن‌هاي تحت كنترل خود را جذب مي‌كنند. كريستوفر واكوك كه در آزمايشگاهي در نيويورك مشغول انجام مطالعاتي در زمينه‌ي بيان ژن بوده و نيز مشاور شركت سيروس است، در اين مورد مي‌گويد:
احتمالا اين خوشه‌هاي متشكل از افزاينده‌ها و پروتئين‌ها به سلول‌ها اجازه مي‌دهند كه ژن‌هاي مهم را به‌طور دقيق تنظيم كنند و تضمين كنند كه آن‌ها دقيقا در همان زماني كه مورد نياز باشند و نيز به‌اندازه‌ي مناسب، فعال شوند. اين امر نشان‌دهنده‌ي دقت است؛ زماني كه سلول چنين تلاشي براي كنترل يك ژن مي‌كند، نشان‌دهنده‌ي اين است كه محصول آن ژن از انديشه متخصصين بيولوژيكي بسيار مهم است.
هنيگهازن مي‌گويد:
با اينكه سلول‌هاي پستاندارن داراي هزاران افزاينده هستند ولي تعداد افزاينده‌هاي فوق‌العاده فقط در حدود چند صد مورد است. به‌عنوان يك پيامد، پژوهشگران اكنون از افزاينده‌هاي فوق‌العاده به‌عنوان شاخصي از ژن‌هاي مهم استفاده مي‌كنند.
آگاهي از نحوه‌ي عملكرد آن‌ها مي‌تواند در زمينه‌ي درك اينكه سلول‌ها چگونه هويت خود را به‌دست مي‌آورند، مفيد باشد. اما پژوهشگران نمي‌دانند كه آيا افزاينده‌ها در يك خوشه به‌صورت مستقل عمل مي‌كنند يا اينكه آن‌ها با همكاري هم، فرم جديدي از تنظيم ژن را پديد مي‌آورند. ريچارد يانگ زيست‌شناس و يكي از بنيانگذاران شركت سيروس با اشاره به اينكه اين سوال از ابتدا وجود داشته است، مي‌گويد:
برخي پژوهشگران در اين مورد ترديد داشتند كه آيا آن‌ها بايد از واژه‌ي فوق‌العاده به همراه افزاينده‌ها استفاده كنند يا نه، زيرا اين واژه تلويحا اشاره به عملكردهايي دارد كه افزاينده‌هاي معمول فاقد آن هستند. اگر بخواهيم صادق باشيم بايد بگوييم كه در آن زمان ما نمي‌دانستيم كه آيا آن‌ها داراي عملكردهاي خاصي هستند يا نه.
از آن زمان، پژوهشگران برخي از افزاينده‌هاي فوق‌العاده را به‌دقت مورد مطالعه قرار دادند و عملكرد هر كدام از افزاينده‌هاي موجود در خوشه را مورد مطالعه قرار دادند، اما نتايج نامشخص بود. دنس هيش زيست‌شناس ملكولي در موسسه ماكس پلانك در برلين مي‌گويد:
برخي از افزاينده‌ها نشانه‌هايي از همكاري با يكديگر را نشان مي‌دهند در حالي كه برخي ديگر به‌انديشه متخصصين مي‌رسيد كه به‌طور مستقل كار مي‌كنند.
هيش به اين مطالب اشاره مي‌كند كه اين اختلاف ممكن است تا حدي ناشي از الگوريتم‌هايي باشد كه براي شناسايي افزاينده‌ها در داده‌هاي ژنومي مورد استفاده قرار گرفته‌اند: اين الگوريتم‌ها ممكن است برخي توالي‌ها را به اشتباه به‌عنوان افزاينده‌هاي فوق‌العاده در انديشه متخصصين بگيرند (در حالي كه آن‌ها واقعا اين‌طور نيستند). او اضافه مي‌كند:
و آزمايشگاه‌هاي مختلف از روش‌هاي متفاوتي براي مطالعه فعاليت‌هاي افزاينده‌هاي فوق‌العاده استفاده مي‌كنند كه اين امر هم مي‌تواند علت ديگري از اين تعارضات باشد.
داگلاس هيگز هماتولوژيستي در دانشگاه آكسفورد مي‌گويد:
شايد براي حل اين مباحثه بايد منتظر انجام مطالعات بيشتري روي افزاينده‌هاي فوق‌العاده بمانيم. تاكنون فقط تعداد معدودي از اين قطعات DNA به‌طور دقيقي مورد تجزيه‌و‌تحليل قرار گرفته‌اند. در حال حاضر اين دشوار است كه با اطمينان بگوييم آيا آن‌ها نوع جديدي از عناصر اساسي تنظيم ژن هستند يا نه.
نانسي سيمونيان مدير اجرايي شركت سيروس مي‌گويد:
براي اين شركت، اين مباحثه اساسا دانشگاهي است. از انديشه متخصصينات ما اين موضوع واقعا مهم نيست. ما فقط مي‌گوييم كه اين‌ها شاخص‌هايي هستند كه ما مي‌دانيم با ژن‌هايي كه در كنترل سلول واقعا مهم هستند، مرتبطند.
شايد طي چند سال آينده، پاسخ پيدا شود. هنيگهازن مي‌گويد:
مطالعات مرتبط با افزاينده‌ها در اوايل دهه‌ي ۲۰۰۰ در حال كنارگذاشته‌شدن بودند ولي پيشرفت‌هاي تكنولوژيكي جان تازه‌اي به آن‌ها بخشيد. توانايي استفاده از ابزارهاي ويرايش ژني نسبتا ساده مانند CRISPR–Cas9 به‌منظور تغيير توالي‌هاي افزاينده‌ها موجب آسان‌ترشدن مطالعه عملكرد آن‌ها شده است. آزمايشي كه قبلا دو سال زمان مي‌برد، اكنون مي‌تواند طي چند ماه و با صرف هزينه‌ي كمتري انجام شود. اين سوالات هميشه وجود داشتند ولي براي يافتن پاسخ آن‌ها نياز به تكنولوژي بود. اكنون تمام اين پاسخ‌ها در حال ظهور هستند.
هم انديشي ها