5-methylcytosine روش جدید تشخیص زودهنگام سرطان

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، محققان دانشکده پزشکی پرلمن در دانشگاه پنسیلوانیا روش جدیدی برای ترسیم نشانه های DNA خاص به نام 5methylcytosine (5mC) ابداع کرده اند که بیان ژن را تنظیم می کند و نقش کلیدی در سلامت و بیماری دارد. این روش ابداعی به دانشمندان اجازه می دهد تا با استفاده از نمونه های بسیار کوچک و بدون آسیب رساندن به نمونه، مشخصات DNA را انجام دهند، به این معنی که می توان از آن در بیوپسی مایع (آزمایش نشانگرهای سرطان در جریان خون) و تشخیص زودهنگام سرطان استفاده کرد. علاوه بر این، برخلاف روش های فعلی، می تواند به وضوح 5mC را بدون اشتباه گرفتن آن با سایر نشانه های رایج شناسایی کند. رویکرد جدید که توالی متیلاسیون مستقیم (DM-Seq) نام دارد. فراتر از پایه های اولیه DNA (آدنین، سیتوزین، گوانین و تیمین)، یک لایه اطلاعاتی اضافه شده در تغییرات DNA وجود دارد که کنترل می کند چه ژن هایی در هر نوع سلولی، روشن یا خاموش هستند. 5mC یکی از مهمترین این تغییرات در نظر گرفته می شود، زیرا رایج ترین نوع اصلاح DNA در تمام پستانداران است و به دلیل خاموش کردن ژن های خاص شناخته شده است.

راهول کوهلی، MD، Ph.D.، دانشیار بیوشیمی و بیوفیزیک در Penn Medicine و می گوید: 5mC می تواند به عنوان اثر انگشت برای هویت سلول عمل کند، بنابراین برای دانشمندان مهم است که قدرت جداسازی 5mC را داشته باشند. نویسنده ارشد این مطالعه از دو آنزیم برای ترسیم 5mC استفاده می کند و می تواند برای نمونه های کمیاب DNA استفاده شود، به این معنی که می توان از آن برای مثال در آزمایش های خونی که به دنبال DNA آزاد شده در خون از تومورها یا بافت های بیماری های دیگر است، استفاده کرد. تغییرات DNA مانند 5mC به عنوان تنظیم کننده های اپی ژنتیکی (برگشت پذیر، ناشی از محیط زیست) عمل می کند که نحوه خواندن DNA را تغییر می دهد. 5mC شامل اتصال یک خوشه کوچک از اتم ها به نام گروه متیل در یک مکان خاص روی یک سیتوزین است که به نام حرف C در الفبای DNA چهار حرفی نیز شناخته می شود. وجود این اصلاح می تواند بیان DNA مجاور را از طریق مکانیسم های مستقیم و غیر مستقیم مختل کند.

DNA که توسط 5mC غیرفعال می شود شامل ژن های کد کننده پروتئین است که فعالیت آنها ممکن است در یک نوع سلول خاص در یک مرحله معین از زندگی مناسب نباشد، و همچنین عناصر ویروس مانند در DNA که همیشه باید سرکوب شوند. جای تعجب نیست که فقدان غیرطبیعی یا بیش از حد 5mC می تواند منجر به بیان غیر طبیعی ژن شود که می تواند منجر به بیماری هایی مانند سرطان شود. برخی از الگوهای غیر طبیعی 5mC نشانه برخی از سرطان ها در نظر گرفته می شوند که بر اهمیت داشتن یک روش نقشه برداری دقیق و خاص 5mC تاکید می کند. روش های نقشه برداری 5mC از مواد شیمیایی یا آنزیم هایی استفاده می کنند که با 5mC و سیتوزین معمولی اصلاح نشده به روش های مختلف واکنش می دهند و امکان تشخیص این دو را فراهم می کنند. اما روش سنتی، توالی یابی بی سولفیت (BS-Seq)، به طور قابل توجهی به DNA آسیب می رساند و نمی تواند بین 5mC و نوع مهم دیگری از متیلاسیون به نام 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) تمایز قائل شود. روش های اخیراً توسعه یافته نیز دارای کاستی هایی از جمله نیاز به مقادیر نسبتاً زیادی DNA هستند. این یافته ها روش هایی را نشان می دهند که در آن تشخیص مستقیم 5mC از DM-Seq، به جای روش های توالی یابی سنتی، می تواند تلاش ها را برای استفاده از توالی یابی اپی ژنتیک برای اهداف پیش آگهی در مراقبت از سرطان پیش ببرد.