تويت
أدنين، غوانين، سايتوسين وثايمين. بتراتبية تلك القواعد النيتروجينية الأربعة في الحمض النووي (DNA) ، تُرسم معالم الخريطة الجينية أو الجينوم. أمّا مؤخرًا، فقد قام باحثون باكتشاف قاعدة جديدة وأطلقوا عليها اسم : 5-فورمول-سايتوسين أو 5-إف سي ((5fC. إنّهم ليسوا متأكدين من دور هذه القاعدة النيتروجينية بعد؛ لكنّها مستقرّة في كل الأنسجة الحية في أجسام الفئران. ونُشر هذا الاكتشاف الأسبوع الماضي في natural chemical science.
بالإضافة إلى القواعد النيتروجينية المألوفة A C T G ، هناك أيضًا تغيّرات كيميائية بسيطة يتعرض لها الحمض النووي، وتؤثر على ترجمة تراتبية النكليوتيدات. تلك التغيرات تعرف بالإشارات اللاجينية (epigenetic marks)، وتقوم تلك الإشارات بالتحكم ببعض الجينات عبر تشغيلها أو تعطيلها. وعلى سبيل المثال، عندما تمّت إضافة مركب الميثيل -مركب ذري مؤلف من ذرة كربون وثلاث ذرات هيدروجين- لجين معيّن عند النمل؛ لاحظ الباحثون تضاعف حجم النمل. عند البشر، أظهر الأطفال المولودون لأمهات مدخّنات تغيرات لاجينية غير موجودة عند الأطفال المولودين لأمهات غير مدخنات.
5- إف سي ، تم اكتشافه سنة 2011، هو واحد من تلك الإشارات. يتكوّن هذا المركب عندما يقوم إنزيم بإضافة ذرة أوكسجين لحمض نووي مضاف إليه مركب الميثيل، على وجه الخصوص الحمض النووي الذي يحتوي على سايتوسين مضافًا إليه الميثيل. في الماضي كان يظن الباحثون أنها حالة غير مستقرة للسايتوسين، حيث يتم استعادة حالته الأولى عندما يتم إصلاحه من قبل إنزيم مخصص. لكنه كما تبيّن في ما بعد فإن 5-إف سي ليس حالة مؤقتة؛ بل إنه مستقر وثابت في الأنسجة الحية، مما يعني أنّ له دور مهم يلعبه.
قام فريق من الباحثين بقيادة الدكتور شنكار بالاسوبرامانيان «Shankar Balasubramanian» في جامعة كامبريدج باستعمال تقنية قياس الطيف الذري (spectrometry) بدقة عالية لفحص كمية مركب الـ 5-إف سي في أنسجة الفئران الحية وأجنّتها، وفي الخلايا الجذعية عند الأجنة أيضًا. اكتشف هؤلاء الباحثون أن 5-إف سي موجود في كل الأنسجة، لكن من الصعب رصده.
قام الكاتب الأول في جامعة كامبريدج مارتن باشمان بالتصريح: «هذا التغير في الحمض النووي موجود في مناطق محددة جدًا من الجينوم، بالأحرى في المناطق التي يتم فيها تنظيم عمل الجينات». ويقول بالاسوبرامانيان: «إنه موجود في كل أنسجة الجسم، وإن كان بكميات قليلة للغاية»، وأضاف: «إذا كان الـ 5- إف سي موجودًا في الحمض النووي لكل الأنسجة؛ فإنه على الأرجح موجود لأجل غايةٍ محدّدة». إنه أكثر شيوعًا في الدماغ، ولكنّه رغم انتشاره هناك، فإنّ كمّيته لا تتعدى الـ 10 جزيئات بالمليون (ppm). أما بالنسبة للأعضاء الأخرى فكميته تنحدر إلى ما بين 1 و 5 جزيئات بالمليون (ppm).
قام الفريق بقياس مقدار امتصاص ذرات الكربون الثابتة وذرات الهيدروجين النظيرة (isotopes) للـ 5-إف سي في الحمض النووي عند الفئران. لو كان 5-إف سي مركّبًا عابرًا غير ثابت؛ لارتفع مقدار امتصاص نظائر الهيدروجين الذرية، لكن ظهر العكس تماماً، فقد لاحظ الباحثون نقصًا في امتصاص النظائر في أنسجة دماغ الفئران، مما يرجّح أن الـ 5-إف سي في الواقع هو تغيّر ثابت في تركيبة الحمض النووي. «لطالما اعتبر هذا المركب تغيّرًا وسطيًا قصير العمر فقط» حسب ما قال بالاسوبرامانيان، وأضاف: «بما أننا اكتشفنا الآن أنه مركب ثابت؛ فإن هذا يعني أن لهذا المركب دورًا في تنظيم عمل وترجمة الجينات، والتأثير أيضًا على إرسال إشارات أحداث معينة داخل الخلية».
في حين لا يزال دوره غامضًا حتى الآن؛ فإن الفريق يعتقد أن 5-إف سي يؤثر على طريقة التعارف بين الحمض النووي وبعض البروتينات، مما يؤدي إلى تغيير طريقة الترجمة والتعبير عن بعض الجينات في الخلية.
بالإضافة إلى القواعد النيتروجينية المألوفة A C T G ، هناك أيضًا تغيّرات كيميائية بسيطة يتعرض لها الحمض النووي، وتؤثر على ترجمة تراتبية النكليوتيدات. تلك التغيرات تعرف بالإشارات اللاجينية (epigenetic marks)، وتقوم تلك الإشارات بالتحكم ببعض الجينات عبر تشغيلها أو تعطيلها. وعلى سبيل المثال، عندما تمّت إضافة مركب الميثيل -مركب ذري مؤلف من ذرة كربون وثلاث ذرات هيدروجين- لجين معيّن عند النمل؛ لاحظ الباحثون تضاعف حجم النمل. عند البشر، أظهر الأطفال المولودون لأمهات مدخّنات تغيرات لاجينية غير موجودة عند الأطفال المولودين لأمهات غير مدخنات.
5- إف سي ، تم اكتشافه سنة 2011، هو واحد من تلك الإشارات. يتكوّن هذا المركب عندما يقوم إنزيم بإضافة ذرة أوكسجين لحمض نووي مضاف إليه مركب الميثيل، على وجه الخصوص الحمض النووي الذي يحتوي على سايتوسين مضافًا إليه الميثيل. في الماضي كان يظن الباحثون أنها حالة غير مستقرة للسايتوسين، حيث يتم استعادة حالته الأولى عندما يتم إصلاحه من قبل إنزيم مخصص. لكنه كما تبيّن في ما بعد فإن 5-إف سي ليس حالة مؤقتة؛ بل إنه مستقر وثابت في الأنسجة الحية، مما يعني أنّ له دور مهم يلعبه.
قام فريق من الباحثين بقيادة الدكتور شنكار بالاسوبرامانيان «Shankar Balasubramanian» في جامعة كامبريدج باستعمال تقنية قياس الطيف الذري (spectrometry) بدقة عالية لفحص كمية مركب الـ 5-إف سي في أنسجة الفئران الحية وأجنّتها، وفي الخلايا الجذعية عند الأجنة أيضًا. اكتشف هؤلاء الباحثون أن 5-إف سي موجود في كل الأنسجة، لكن من الصعب رصده.
قام الكاتب الأول في جامعة كامبريدج مارتن باشمان بالتصريح: «هذا التغير في الحمض النووي موجود في مناطق محددة جدًا من الجينوم، بالأحرى في المناطق التي يتم فيها تنظيم عمل الجينات». ويقول بالاسوبرامانيان: «إنه موجود في كل أنسجة الجسم، وإن كان بكميات قليلة للغاية»، وأضاف: «إذا كان الـ 5- إف سي موجودًا في الحمض النووي لكل الأنسجة؛ فإنه على الأرجح موجود لأجل غايةٍ محدّدة». إنه أكثر شيوعًا في الدماغ، ولكنّه رغم انتشاره هناك، فإنّ كمّيته لا تتعدى الـ 10 جزيئات بالمليون (ppm). أما بالنسبة للأعضاء الأخرى فكميته تنحدر إلى ما بين 1 و 5 جزيئات بالمليون (ppm).
قام الفريق بقياس مقدار امتصاص ذرات الكربون الثابتة وذرات الهيدروجين النظيرة (isotopes) للـ 5-إف سي في الحمض النووي عند الفئران. لو كان 5-إف سي مركّبًا عابرًا غير ثابت؛ لارتفع مقدار امتصاص نظائر الهيدروجين الذرية، لكن ظهر العكس تماماً، فقد لاحظ الباحثون نقصًا في امتصاص النظائر في أنسجة دماغ الفئران، مما يرجّح أن الـ 5-إف سي في الواقع هو تغيّر ثابت في تركيبة الحمض النووي. «لطالما اعتبر هذا المركب تغيّرًا وسطيًا قصير العمر فقط» حسب ما قال بالاسوبرامانيان، وأضاف: «بما أننا اكتشفنا الآن أنه مركب ثابت؛ فإن هذا يعني أن لهذا المركب دورًا في تنظيم عمل وترجمة الجينات، والتأثير أيضًا على إرسال إشارات أحداث معينة داخل الخلية».
في حين لا يزال دوره غامضًا حتى الآن؛ فإن الفريق يعتقد أن 5-إف سي يؤثر على طريقة التعارف بين الحمض النووي وبعض البروتينات، مما يؤدي إلى تغيير طريقة الترجمة والتعبير عن بعض الجينات في الخلية.