ایجاد جهش با سرعت بیشتر برای کمک به طراحی و مطالعه سیستم‌های زیستی
جهش‌های هیپومورفیک (hypomorphic) ابزاری ارزشمند برای آنالیز ژنتیکی عملکرد ژنها و کاربردهای زیست‌شناسی مصنوعی می‌باشند. با این حال روش‌های اخیر برای تولید جهش‌های هیپومورفیک محدود به یک ارگانیسم خاص، تغییر غیرقابل پیش‌بینی بیان ژن و یا وابسته به تغییرات بیان فضایی-زمانی ژن هدف هستند.
پژوهشگران به تازگی یک روش ساده و قابل پیش‌بینی برای تولید جهش‌های هیپومورفیک در ارگانیسم‌های مدل به وسیله افزایش طول ترجمه هدفمند ارائه داده‌اند. این تکنیک به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا به دقت مقدار تولید پروتئین به وسیله ژن خاص را تنظیم کنند. این فرایند ساده و در عین حال مبتکرانه است و تا کنون با تمام سیستم‌ها از باکتری‌ها گرفته تا سلول‌های گیاهی و انسانی کار کرده است.
محققان این پروژه می‌گویند که اساساً این روش یک جعبه ابزار عمومی برای اصلاح سطح بیان ژن است. زمانی که هدف شما مهندسی ژنتیک سلول‌ها برای تولید یک مولکول آلی خاص و یا بررسی عملکرد یک ژن باشد، این ابزار می تواند به کار گرفته شود.
انواع زیادی از بیماری‌های پیچیده مانند سرطان و اوتیسم وجود دارد که می‌دانیم در آنها بیان یک ژن خاص کاهش می‌یابد، اما هیچ کس نمی‌داند که این کاهش چگونه به روند بیماری کمک می‌کند. با استفاده از ژنتیک کلاسیک تنها می‌توانیم بررسی کنیم زمانی که دو، یک یا هیچ کپی از یک ژن یا به عبارتی وقتی 100، 50 یا 0 درصد بیان ژن را داریم، چه اتفاقی می‌افتد. اما در حال حاضر ما می‌توانیم با کمک این روش همه مقادیر بین اینها را هم بررسی کنیم.
این تکنیک از یک ویژگی در فرایند سلولی بنام ترجمه mRNA بهره می‌برد که یک مرحله کلیدی در تولید پروتئین از DNA است. این پژوهشگران نشان دادند که بی‌ثباتی رشته‌های آدنین (A) می‌تواند برای تنظیم مقدار پروتئین تولید شده به وسیله یک ژن استفاده شود. با اضافه کردن A های بیشتر به ابتدا و وسط یک قطعه از mRNA، پروتئین کمتری از آن تولید شد. با کنترل دقیق طول رشته A ها، یا القای پیوندهای مولکولی مختلف در یک موقعیت خاص در امتداد رشته، ژنها می‌توانند دقیقاً به همان اندازه که نیاز است پروتئین تولید کنند.
این روش به زیست‌شناسان برای کنار هم گذاشتن ژنها با هدف هدایت سلول‌ها به سمت کارخانه‌های کوچک تولیدکننده دارو، اصلاح محصولات زراعی برای رشد با آب محدود و یا مطالعه اثرات یک ژن بر سلامتی انسان کمک خواهد کرد.
ترجمه: محمد رضازاده
