ژنتیک در هزاره سوم (GENETICS IN THE 3RD MILLENNIUM)
سال:1390 | دوره:9 | شماره:2 |تعداد مقالات:12

پس از شرح مختصری در مورد تولد دانش سیتوژنتیک (1956) و کاربرد آن در پزشکی (1959) به عنوان آزمایش ارزنده ای برای تشخیص بیماریهای ارثی ناشی از ناهنجاریهای کروموزومی، محدودیت دامنه کارآیی آن، محققین را بر آن داشت روش های نواری ‏ Bandingرا کشف و به کار گیرند.این روش توانست بسیاری از مشکلات و محدودیت های قبلی را مرتفع نماید ولی باز در مواردی به ویژه در نمونه هایی که امکان کشت بافت مقدور نبود، همچنین در ناهنجاریهای کوچک (ریزحذفی ها) قادر به تعیین تشخیص نبود. خوشبختانه روش (FISH (Fluorescent in Situ Hybridization توانست بسیاری از مشکلات را برطرف کند ولی چون برای بررسی هر مورد بیماری احتیاج به ردیاب (پروب) خاص داشت و مانند روش سابق قادر به بررسی نسوج نکروز نبود.تکنیک جدید Array Comparative Genomic Hybridization) aCGH) که مهمترین مزیت آن امکان بررسی نسوج نکروز و مرده می باشد و مزیت مهم دیگر اینکه می توان تمام ژنوم را یکجا مطالعه نمود و هر گونه کمبود و یا افزایش ماده کروموزومی را به وضوح مشاهده نمود. روش برتر روز شناخته شده و کارآیی برتری انجام می دهد.نظر به اینکه تعداد قابل توجهی از موارد ارجاعی بدین مرکز مربوط به جنین های مرده زا و کورتاژ ماحصل آبستنی فاقد نسج زنده می باشد و بررسی نمونه از نظر ناهنجاریهای کروموزومی مورد درخواست پزشکان بالینی است، برای رفع این کمبود امکانات فنی و متخصصین سیتوژنتیک مجرب را فراهم آورده ایم. در پایان نتیجه دو مورد که با بکارگیری مجموعه روشهای جدید سیتوژنتیک و Fish و aCGH به نتیجه قطعی رسیده ایم گزارش می شود.

واکنش زنجیره ای پلیمراز فلورسانس کمی (QF-PCR) روشی ارزان، سریع و قابل اعتماد برای تشخیص پیش از تولد آنیوپلوئیدی در کروموزوم های 13، 18، 21، X و Y می باشد که به تازگی در برخی آزمایشگاه های ژنتیک راه اندازی شده است. در این مطالعه دقت آزمایش QF-PCR برای تشخیص پیش از تولد آنیوپلوئیدی های شایع دوران جنینی و مقایسه نتیجه آن با یافته های ما با سیتوژنتیک در ایران بررسی شده است.در این آزمایش یک Multiplex PCR برای تکرار کوتاه (STRs) روی DNA کروموزوم های 13، 18، 21، X و Y برای بررسی آنیوپلوئیدی های جنینی طراحی شد. و بررسی کروموزومی نیز برای کلیه نمونه ها صورت گرفت. در نهایت نتایج حاصل از روش QF_PCR و بررسی سیتوژنتیک با یکدیگر مقایسه شد.در مجموع 425 نمونه جنینی آنالیز شد که 393 مورد از آنها مایع آمنیون و 32 مورد نمونه پزر جفت بودند. که در 13 مورد از انها ناهنجاری مشاهده شد که عبارتند از: 6 نمونه سندرم داون (1.41%)، 2 نمونه سندرم ادوارد (0.47%) و سندرم Patau ،سندرم کلاین فلتر (47, XXY) و ابرمرد (47, XYY) هرکدام یک مورد (0.23%). همه نمونه های CVS طبیعی بودند. علاوه بر این 2 مورد (0.47%) تریپلوئید (69, XXX) بودند. ما توانستیم همه ناهنجاری های کروموزوم های21، 18، 13، X و Y را تشخیص دهیم و نتایج آنها با نتایج حاصل از بررسی های سیتوژنتیک تایید شد. از 425 نمونه، 12 نمونه (2.82%) به شدت آلودگی با سلول های خونی مادر داشتند که ما نتوانستیم جوابی ارائه نماییم. علاوه بر این نتایج آزمایش سیتوژنتیک یک مورد را با وارونگی کروموزوم 9، یک مورد با جابجایی t ( (14;9و یک مورد موزائیسم XX/XY نشان داد که QF-PCR قادر به تشخیص آنها نیست. با استفاده از روش QF-PCR ما توانستیم ناهنجاری ها را در 96.47% از خانواده های مراجعه کننده تشخیص دهیم. پیشنهاد می کنیم که روش سریع و قابل اعتماد QF_PCR برای تمامی موارد غربالگری های پیش آز تولد همراه با بررسی سیتوژنتیک آنجام شود تا بدین وسیله سریع به نتایجی قابل قبول در خانواده های در معرض خطر آنوپلوئیدی دست یابیم. علاوه بر این پیشنهاد می شود ازمایش QF-PCR برای تمام افرادی که آزمایش های پیش از تولد برای بیماری های تک ژنی انجام می دهند نیز انجام شود.

بیماری آلزایمر مهمترین شکل زوال عقل در افراد مسن است که تاثیر متقابل ژن ها و محیط در شکل گیری آن نقش دارد. نقش جهش های میتوکندریایی در بیماری های مختلف فساد عصبی اثبات شده که برخی از این جهش ها به ظن قوی سبب بیماری آلزایمر در الگوی وراثت مادری آن هستند که به صورت غیرمندلی به ارث می رسد.همه ژن های tRNA میتوکندریایی در 24 بیمار و 50 نمونه سالم به عنوان کنترل با روش توالی یابی مورد آزمایش قرار گرفت.15 تغییر در ژن های مختلف tRNA میتوکندریایی یافت شد. 11 تغییر پلیمورفیسم بود. 4 تغییرT1633A ، C1631A (در tRNA والین)، T14723C 14704C, (در tRNA گلوتامات) به عنوان جهش بیماریزا طبقه بندی شدند چون به صورت هتروپلاسمی در بیماران دیده شده، توالی محتوی این جهش ها در موجودات مختلف حفظ شده است، قبلا گزارش نشده و در نمونه های کنترل دیده نشده اند. پلی مورفیسم A12308G در 8 بیمار در tRNA لوسین یافت شد. این تغییر در بیماری های مختلف فساد عصبی و نیز در نمونه های کنترل گزارش شده است.بر این باوریم که این تغییرات ممکن است اثر بیماریزایی در بیماری آلزایمر داشته یا به عنوان صدمه ثانویه در روند بیماری عمل کنند. درصد هتروپلاسمی ممکن است در ایجاد علائم بیماری یا سن شروع بیماری نقش داشته باشد.

القا هموگلوبین جنینی (HbF)به علت پایدار بودن اثرات بالینی در درمان علائم بیماران مبتلا به تالاسمی، امیدوار کننده ترین روش برای درمان این اختلالات ژنتیکی می باشد عوامل فارماکولوژیک متعددی می توانند بیان ژن گاما را القاء نموده و سبب افزایش میزان هموگلوبین در بیماران بتاتالاسمی شوند. در این بین سدیم بوتیرات و تالیدوماید شناخته شده می باشند. این مطالعه بر روی سلول های اریتروئیدی تمایز داده شده از سلولهای CD133+ جدا شده از خون بند ناف نوزادان سالم صورت گرفت. برای انجام این مطالعه 4 گروه طراحی شد که به منظور القا ژن گاما از داروهای تالیدوماید و سدیم بوتیرات در غلظت های Mm ‏ 100بکار برده شد. نتایج افزایش بیان ژن گاما با استفاده از تکنیک کمی Real Time PCR مورد ارزیابی قرار گرفت.در میان گروههای تیمار شده با تالیدوماید و سدیم بوتیرات نشان داده شد که این دو دارو اثر القاکنندگی بر روی ژن گاما و بتا داشته، و توان تالیدوماید در القاء ژنهای دسته بتا بیشتر از سدیم بوتیرات بود.نتایج ما نشان داد که ترکیب دارویی تالیدوماید و سدیم بوتیرات به دلیل القاء ژنهای دسته بتا می توانند کمک کننده مفیدی در درمان بیماران تالاسمی و کم خونی داسی شکل باشد.

نوروپاتی حسی و حرکتی ارثی (HMSN) را بیماری شارکوت- ماری- توث نامیده اند که در گروه نروپاتی هتروژنوس است که با ضعف پیشرونده عضلات، تحلیل عضلات دیستال و اغلب با فقدان حسی متوسط و خفیف، بدشکلی پا همچون قوس بیش از حد کف پا و کف پای صاف، اختلال در راه رفتن و کاهش تاندون های رفلکسی عمقی مشخص می شود. این ناهنجاری را می توان بر اساس یافته های الکتروفیزیولوژیکال (به شکل ناهنجاری ها غلاف میلین، آکسون یا ترکیبی ااز این دو ناهنجاری) و یا بر اساس الگوی توراث (اتوزومال غالب، اتوزومال مغلوب و وابسته به x) می توان تقسیم بندی کرد. از 67 فرد مبتلا به این بیماری، که بر اساس الگوی توارث، فنوتیپ و یافته های الکتروفیزیولوژیکال برای بررسی مولکولی مضاعف شدگی در ژن PMP22 کاندید شدند. برای تشخیص ناحیه مضاعف شدگی در ژن PMP22 از روش PCR-RFLP شد. لازم به ذکر است بدلیل اینکه در این روش مولکولی حدود 30% از بیماران، به علت هموزیگوت بودن و همچنین وجود جهش های جدید در ناحیه مضاعف شدگی قادر به تشخیص نبوده بنابراین تعدادی از نمونه ها برای بررسی کامل تر با استفاده از تکنیک MLPA که بهترین روش تشخیصی برای مضاعف شدگی و حذف ها می باشد مورد بررسی قرار گرفتند. یافته ها حاکی از آن است که از 67 بیمار مورد بررسی برای مضاعف شدگی، 36% از بیماران مثبت گزارش داده شدند.

پس از گذر از تحقیقات ژنومی و وجود انبوهی از اطلاعات در بانک های ژنومی اینک دوران تحقیقات در زمینه پساژنومی و شناخت محصولات ژنها، چگونگی ارتباطات آنها با یکدیگر و شناخت مسیرهای داخل سلولی با ابزار توانمند پروتئومیکس است. هدف از این بررسی بهینه سازی شرایط لازم جهت تولید پروتئین نوترکیب پراکسیزومی موشی (PEP) در سویه مناسب و مستعد شده از اشرشیاکلی به نام BL21 میباشد. پروتئین نوترکیب PEP در مراحل بعد خالص شده و به عنوان بخشی از مطالعات پروتئومیکسی برای شناسایی اجزاء سلولی واکنش دهنده با آن به کار خواهد رفت.در این بررسی وکتور بیانی پروکاریوتی (pGEX6P2) که در آن cDNA PEP در مجاورت توالی کدکننده GST (گلوتاتیون ترانسفراز) قرار داده شده است، استفاده شد. سلول های باکتریایی سویه BL21 بوسیله این وکتور بیانی ترانسفورم شدند. برای به دست آوردن بالاترین میزان بیان و حلالیت پروتئین، کشت سلولهای باکتریایی در محدوده دمایی 37-20 سانتی گراد ارزیابی شد. همچنین غلظت مناسب IPTG برای القاء بیان با بررسی محدوده 0.1 تا 10 میلی مولار صورت گرفت. پس از به دست آوردن بالاترین میزان بیان در گام بعدی لازم است پروتئین های درون سلولی آزاد شوند، بنابراین با استفاده از امواج اولتراسوند با قدرت ها و در زمان های متفاوت سلول ها لیز و سپس با افزودن شوینده NP40 یا Triton X-100 در غلظت های مختلف، پروتئین های محلول باکتریایی و پروتئین نوترکیب بیان شده، آزاد شدند.بهینه ترین حالت برای بیان ژن و تولید پروتئین نوترکیب PEP در دمای 20oC و غلظت  0.1 mg/mlاز IPTG به دست آمد. همچنین تفاوتی در بکارگیری TritonX100 یا NP40 به عنوان شوینده های حلال غشایی به دست نیامد. هر چند که بهترین غلظت برای شوینده 1% (حجمی/حجمی) مشخص شد.

پلاکت ها نقشی اساسی در هموستاز و ترومبوز ایفا می کنند. عملکرد هموستاتیک آنها جلوگیری از خونریزی بعد از تحریک و فعالسازی در مسیری موسوم به مسیر فعالسازی پلاکتی می باشد. در موارد پاتولوژیک نیز زمینه ساز بروز آتروترومبوز می شوند. داروهای مهارکننده پلاکتی با مهار اتصال پلاکت ها به یکدیگر، به طور موفقیت آمیزی وارد چرخه درمان بیماران گردیده اند. از جمله این داروها کلوپیدوگرل، آنالوگ آدنوزین دی فسفات می باشد که با مهار اتصال آدنوزین دی فسفات به گیرنده خود، از آتروترومبوز ممانعت می کند. علی رغم موفقیت بالای این دارو، وجود مقاومت ژنتیکی برخی بیماران، به معضلی در درمان بیماری مبدل گردیده است. بررسی های ژنتیکی، ژن CYP2C19 را به عنوان شایع ترین عامل مقاومت ژنتیکی مطرح نموده است. بهترین راه حل کنونی برای غلبه بر این مشکل، استفاده از دوزهای چند برابر دارو، ضدپلاکت درمانی دوگانه و چندگانه و البته استفاده از داروهایی با کارآیی بیشتر می باشد.

گیرنده نوروتروفینی مشترک p75، یک گلیگوپروتئین 75kD، از گیرنده های مرگ متعلق به ابرخانواده گیرنده های TNFR می باشد. بیان ژنی این گیرنده در مراحل اولیه جنین زایی در هر سه لایه زایا مشاهده شده است و با پیشرفت تکامل بیان آن به جمعیت های سلولی خاصی بویژه CNS و PNS محدود می گردد. همچنین بیان آن به دنبال بسیاری از بیماری ها و ضایعات نیز افزایش می یابد. نقش این گیرنده و مسیرهایی که متعاقب آن فعال می شوند، در انواع مختلف سلولی هنوز بصورت معمایی باقی مانده است. چراکه سیگنال دهی با واسطه این گیرنده از مسیرهای متداول صورت نمی گیرد، نه فعالیت کینازی دارد و نه با G – پروتئین ها همراه می شود. مطالعات اخیر نشان دهنده وابستگی نقش دوگانه این گیرنده در اعمال اثرات پیش- آپوپتوزی و پیش- بقایی به عوامل متعددی می باشد. بسیاری از ملکول های پذیرنده، گیرنده های همراه و مسیرهای سیگنالی آپوپتوزی و بقایی متعاقب این گیرنده شناخته شده است. همچنین تغییرات بیان ژنی آن در شرایط مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. پیچیدگی های روابط موجود بین این عوامل برای اعمال اثر نهایی این گیرنده در سلول های مختلف و در شرایط سلولی متفاوت، و فقدان مطالعات کافی پیرامون این موضوع، انگیزه نگارش مقاله پیش رو می باشد.

التهاب پاسخ طبیعی بدن به آسیب است، که منجر به حذف بقایای سلول های مرده و عفونت ها از محل آسیب و ترمیم بافت می شود.با این حال التهاب طولانی مدت به علت ایجاد حلقه های بازخوردی مثبت و تخریب سلول های سالم مضر است. از این رو استفاده از مکانیسم های تنظیمی برای تعدیل التهاب ضروری است. گیرنده های فعال کننده تکثیر پراکسی زومی، فاکتورهای رونویسی فعال شونده توسط لیگاند و اعضایی از ابرخانواده گیرنده هسته ای هستند. از بین این اعضا، ایزوفرم گامای این گیرنده در تنظیم فرآیندهای سلولی متعددی مثل التهاب درگیر است. مشخص شده است که چندین فعال کننده ایزوفرم گامای این نوع گیرنده ها از طریق فعال سازی ژن های مهارکننده التهاب، مهارسازی ژن های التهابی و برهمکنش با سایر گیرنده ها به منظور مهار عوامل التهابی در عملکرد ایمنی نقش دارند. هدف از این مقاله مروری تشریح وقایع مولکولی است که توسط این گیرنده ها در فرایند پیچبده التهاب صورت می گیرد.

تنش محیطی سرما، یکی از عوامل محدود کننده بقا و رشد بوده و نقش مهمی در توزیع و پراکنش اکولوژیکی موجودات دارد. در سازگاری به تنش سرما، موجودات زنده و به خصوص گیاهان مکانیسم های متعددی را در سطوح مولکولی، بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی در خود توسعه داده و بدین ترتیب ثبات خود را حفظ می کنند. انجام بخش عمده ای از این مکانیسم ها مستلزم حضور و اثر مستقیم یا غیرمستقیم میزان و نوع ﭘروتئین ها است. پروتئین های شوک سرمایی Csp)) ها با افزایش بیان، سنتز و تجمع خود در القای تحمل به سرما در موجودات نقش ایفا می کنند. این پروتئین ها در طیف وسیعی از موجودات زنده و در بخش های مختلف سلولی به صورت مولکول های حفاظت شده تولید می شوند. Csp ها، ساختارهای پروتئینی مرتبط با اسیدهای نوکلئیک بوده و نقش مهمی در حفاظت RNA، تنظیم الگوی بیان ژن در سطوح مختلف در شرایط تنش ایفا می کنند. آن ها در شرایط دمایی معمولی نیز در مراحل مختلف توسعه سلول به تنظیم فعالیت های فیزیولوژیکی- نموی و متابولیسمی می پردازند. در این مقاله ساختار و نقش انواع پروتئین های شوک سرمایی در پاسخ به تنش سرما مورد بحث قرار می گیرد.

نشانگان میلر- دیکر یکی از علل عقب ماندگی ذهنی شدید به همراه لیزنسفالی است. حذف پیوسته ژنی در بازوی بلند کروموزوم 17 باعث این بیماری می شود. علائم این بیماران شامل میکروسفالی، باریک شدگی تمپورال دوطرفه، بینی کوچک با پره های برآمده، لب فوقانی برآمده، چانه کوچک، گوش های پایین، هیپوتونی، تشنج، ناهنجاری های مغزی به خصوص لیزنسفالی و عقب افتادگی ذهنی شدید می باشد.در این مقاله پسر 2 ساله ای با علائم میکروسفالی، عقب افتادگی ذهنی شدید، تاخیر تکاملی، تشنج و باریک شدگی تمپورال دوطرفه، گوش های پایین و لیزنسفالی در MRI مغز معرفی می شود.آزمایش CGH array برای بیمار، نشانگان میلر- دیکر را تایید کرد.