تويت
أظهرت دراسات حديثة أُُجريت على الثديات أن السلوكيات الناجمة عن التأثيرات البيئية المختلفة، مثل الحمية والوزن والتوتر تُحدث تغيرات تؤثر في التعبير الجيني، وتُورّث من الآباء إلى الأبناء، رغم أنها غير مرمزة على الحمض النووي DNA للنطاف، ويمكننا الآن تفسير كيفية حدوث ذلك.
يرتبط الموضوع بشكل كبير بالوراثة فوق الجينية (epigenetic)؛ إذ تقوم الجزيئات التي ترتبط بالحمض النووي بتثبيط أو تنشيط مناطق محددة من الحمض النووي وتتحكم فيها، لكن لم تُعرف طبيعة هذه الجزيئات التي تميز تجارب حياة الأب، لتنقلها للأجنة عبر النطاف. وهذا يعني أن نمط الحياة يمكن أن يكون له تأثير بعيد المدى على الجينات وطريقة تعبيرها، لتمتد إلى الأجيال القادمة عبر الخلايا الجنسية المصابة.
قالت سارة كيمينز، الاختصاصية في علم الوراثة فوق الجينية بجامعة ماكجيل: «إن الإنجاز الكبير في هذه الدراسة أنها حددت سببًا لانتقال المعلومات من نطاف الآباء إلى الأبناء غير قائمٍ على الحمض النووي DNA».
تمكّن عالِم الوراثة فوق الجينية أريان ليسمر وزملاؤه، بعد إجراء عدة تجارب على الفئران، من إثبات أن التغيرات الناجمة عن الحمية الفقيرة بحمض الفوليك يمكن أن تُورّث للأبناء بتعديل جزيئات الهيستون الموجودة في الحمض النووي للنطاف -الهستونات هي بروتينات يلتف حولها الحمض النووي من أجل ضغطه وتنظيم عملية التعبير عن الجينات- يتخلص الجسم في أثناء تشكيل النطاف من معظم الهستونات، لكن تبقى نسبة ضئيلة (1% عند الفئران، و15% عند البشر) تدعم مناطق معينة من الحمض النووي، وتتحكم في عملية إنتاج النطاف، ووظائفها واستقلابها، وتطوير الأجنة، ومن ثمّ استخدام الآليات الخلوية تعليمات الحمض النووي هذه.
تؤثر عملية التعديل الكيميائي التي تطرأ على الهستونات(المثيلة) في قراءة الحمض النووي DNA، الذي تنسخ منتجاتٍ بروتينة، والجدير بالذكر أن النظام الغذائي السيئ قد يجعل الهستونات تغير حالة المثيلة، ومن هنا تكمن أهمية تناول حمض الفوليك في أثناء الحمل، إذ يساعد حمض الفوليك في استقرار مثيلة الحمض النووي عند الأبناء.
تُعد مثيلة الحمض النووي من أكثر التغيرات شيوعًا وذلك بإضافة مجموعة كيميائية لسلسة الحمض النووي. نموذجيًا تُضاف هذه المجموعة في مواقع محددة من سلسلة الحمض النووي لتعيق ارتباط البروتينات القارئة للمورثة بالحمض النووي، وتُزال هذه المجموعة الكيميائية بعملية تُسمى إزالة المثيلة فتثبط المثيلة الجينات، وتنشطها إزالة المثيلة.
تمكّن الباحثون من متابعة مسار التغير في هستونات النطاف لدى ذكور الفئران، والأجنة الناتجة، بوضعهم على حمية فقيرة بحمض الفوليك، وأشارت النتائج إلى أن هذه التغيرات تنتقل للجنين، وتؤثر على التعبير الجيني وتطوره.
قال ليسمر: «لم يتمكن أحد من قبل من تتبع مسار انتقال هذه التأثيرات البيئية من النطاف إلى الجنين».
اكتشف الفريق الباحث أيضًا أن هذه التأثيرات يمكن أن تكون تراكمية، وتؤدي إلى تفاقم التغيرات في النطاف والتعبير الجيني للأجنة، ما يزيد من شدة العيوب الخليقة. ومن المثير للاهتمام أن العيوب الخلقية التي لوحظت في الفئران، مثل تخلف النمو عند الولادة وتشوهات العمود الفقري، موثقة جيدًا في البشر الذين يعانون نقص حمض الفوليك.
يأمل الباحثون أن تمتد معرفتنا بآليات الوراثة، لتفتح أمامنا طرقًا جديدة لمعالجة هذه الحالات والوقاية منها، وهذا يتطلب الكثير من الجهد والعمل.
قالت كيمينز: «ستكون خطوتنا التالية هي معرفة: هل من الممكن إصلاح هذه التغيرات الضارة المحدثة في بروتينات النطاف (الهستونات) أم لا، ونحن في صدد العمل بالفعل على هذه المسألة»
يرتبط الموضوع بشكل كبير بالوراثة فوق الجينية (epigenetic)؛ إذ تقوم الجزيئات التي ترتبط بالحمض النووي بتثبيط أو تنشيط مناطق محددة من الحمض النووي وتتحكم فيها، لكن لم تُعرف طبيعة هذه الجزيئات التي تميز تجارب حياة الأب، لتنقلها للأجنة عبر النطاف. وهذا يعني أن نمط الحياة يمكن أن يكون له تأثير بعيد المدى على الجينات وطريقة تعبيرها، لتمتد إلى الأجيال القادمة عبر الخلايا الجنسية المصابة.
قالت سارة كيمينز، الاختصاصية في علم الوراثة فوق الجينية بجامعة ماكجيل: «إن الإنجاز الكبير في هذه الدراسة أنها حددت سببًا لانتقال المعلومات من نطاف الآباء إلى الأبناء غير قائمٍ على الحمض النووي DNA».
تمكّن عالِم الوراثة فوق الجينية أريان ليسمر وزملاؤه، بعد إجراء عدة تجارب على الفئران، من إثبات أن التغيرات الناجمة عن الحمية الفقيرة بحمض الفوليك يمكن أن تُورّث للأبناء بتعديل جزيئات الهيستون الموجودة في الحمض النووي للنطاف -الهستونات هي بروتينات يلتف حولها الحمض النووي من أجل ضغطه وتنظيم عملية التعبير عن الجينات- يتخلص الجسم في أثناء تشكيل النطاف من معظم الهستونات، لكن تبقى نسبة ضئيلة (1% عند الفئران، و15% عند البشر) تدعم مناطق معينة من الحمض النووي، وتتحكم في عملية إنتاج النطاف، ووظائفها واستقلابها، وتطوير الأجنة، ومن ثمّ استخدام الآليات الخلوية تعليمات الحمض النووي هذه.
تؤثر عملية التعديل الكيميائي التي تطرأ على الهستونات(المثيلة) في قراءة الحمض النووي DNA، الذي تنسخ منتجاتٍ بروتينة، والجدير بالذكر أن النظام الغذائي السيئ قد يجعل الهستونات تغير حالة المثيلة، ومن هنا تكمن أهمية تناول حمض الفوليك في أثناء الحمل، إذ يساعد حمض الفوليك في استقرار مثيلة الحمض النووي عند الأبناء.
تُعد مثيلة الحمض النووي من أكثر التغيرات شيوعًا وذلك بإضافة مجموعة كيميائية لسلسة الحمض النووي. نموذجيًا تُضاف هذه المجموعة في مواقع محددة من سلسلة الحمض النووي لتعيق ارتباط البروتينات القارئة للمورثة بالحمض النووي، وتُزال هذه المجموعة الكيميائية بعملية تُسمى إزالة المثيلة فتثبط المثيلة الجينات، وتنشطها إزالة المثيلة.
تمكّن الباحثون من متابعة مسار التغير في هستونات النطاف لدى ذكور الفئران، والأجنة الناتجة، بوضعهم على حمية فقيرة بحمض الفوليك، وأشارت النتائج إلى أن هذه التغيرات تنتقل للجنين، وتؤثر على التعبير الجيني وتطوره.
قال ليسمر: «لم يتمكن أحد من قبل من تتبع مسار انتقال هذه التأثيرات البيئية من النطاف إلى الجنين».
اكتشف الفريق الباحث أيضًا أن هذه التأثيرات يمكن أن تكون تراكمية، وتؤدي إلى تفاقم التغيرات في النطاف والتعبير الجيني للأجنة، ما يزيد من شدة العيوب الخليقة. ومن المثير للاهتمام أن العيوب الخلقية التي لوحظت في الفئران، مثل تخلف النمو عند الولادة وتشوهات العمود الفقري، موثقة جيدًا في البشر الذين يعانون نقص حمض الفوليك.
يأمل الباحثون أن تمتد معرفتنا بآليات الوراثة، لتفتح أمامنا طرقًا جديدة لمعالجة هذه الحالات والوقاية منها، وهذا يتطلب الكثير من الجهد والعمل.
قالت كيمينز: «ستكون خطوتنا التالية هي معرفة: هل من الممكن إصلاح هذه التغيرات الضارة المحدثة في بروتينات النطاف (الهستونات) أم لا، ونحن في صدد العمل بالفعل على هذه المسألة»