به تازگی مطالعه توسط محققان از موسسه ملی ایمونولوژی (NII)، دهلی نو، به ریاست ارناب موخوپادهای، استفاده می شود سی الگانس نشان می دهد که چگونه آسیب به بافت های بدنی در بدن می تواند بر رشد سلول های تولید مثل – به ویژه تخمک ها تأثیر بگذارد. آنها دریافتند که سیگنال های آسیب DNA از بافت رحم می تواند تشکیل تخمک را از طریق فاکتور رونویسی کلیدی FOXO، که یک پروتئین بسیار حفاظت شده در موجودات مختلف است، متوقف کند.
موجودات زنده با چالش های متعددی روبرو هستند که می تواند به کد ژنتیکی آنها آسیب برساند و بر تناسب اندام نسل های آینده تأثیر بگذارد. برای محافظت در برابر این، ارگانیسم ها از مجموعه ای از مکانیسم ها به نام پاسخ آسیب DNA (DDR) استفاده می کنند که به ترمیم آسیب DNA یا القای مرگ سلولی در زمانی که آسیب خیلی شدید است کمک می کند. همانطور که می دانیم سلول های تولید مثل چگونه با آسیب مقابله می کنند، ارناب موکوپادهای و تیمش در موسسه ملی ایمونولوژیدهلی نو یک سوال اساسی پرسید:
آسیب DNA در سایر بافت های بدن چگونه بر سلول های تولید مثل و رشد آنها تأثیر می گذارد؟
مطالعه تیم موخوپادهای سی الگانسیک نماتد یا کرم کوچک، برای آشنایی با مکانیسم‌های مولکولی زیربنای طول عمر موجودات. آنها علاقه مند به درک این هستند که چگونه مسیرهای سنجش مواد مغذی، ارتباط بین رژیم غذایی و پیری، بر تولید تخمک و سن باروری تأثیر می گذارد.
تیم متوجه شد cdk-12ژنی که به کپی اطلاعات از DNA به RNA (رونویسی) کمک می کند، برای حفظ یکپارچگی ژنومی حیاتی است. کاهش فعالیت CDK-12 DDR را تضعیف می‌کند و ماده ژنتیکی را در برابر آسیب آسیب‌پذیر می‌کند، که مشابه آنچه در پستانداران رخ می‌دهد. در آزمایشات خود با سی الگانسایجاد آسیب DNA در بافت های بدن کرم منجر به کیفیت پایین تخمک و افزایش ناباروری در کرم ها شد. را“در کرم هایی که مقاومت بالایی در برابر استرس دارند و پیری تاخیری تولید مثلی دارند چه اتفاقی می افتد؟ موخوپادهای می‌افزاید: آیا کیفیت خط زایا به همان اندازه در معرض آسیب DNA جسمی است یا مکانیسم‌هایی برای محافظت بهتر از فرزندان خود دارند؟
با حفاری عمیق‌تر، محققان از کرم‌هایی با جهش ژنتیکی استفاده کردند که منجر به سیگنال‌دهی ضعیف‌تر انسولین می‌شود و وضعیت کاهش در دسترس بودن مواد مغذی را تقلید می‌کند. کاهش سیگنال دهی انسولین باعث افزایش طول عمر کرم، مقاومت در برابر استرس و بهبود کیفیت تخمک می شود. در سیگنال دهی انسولین کم، کاهش می یابد cdk-12 FOXO/DAF-16 فعال شده (یک فاکتور کلیدی رونویسی) از تشکیل تخمک جلوگیری می کند و متعاقباً از تولید فرزندان معیوب در طول یکپارچگی ژنومی به خطر افتاده جلوگیری می کند.
به قول آنیندا قوش رویدانشمند و استاد، مرکز ملی تحقیقات مغزمنصار، را“نویسندگان یک مکانیسم سیگنالینگ بین بافت‌های رحم و خط زایا را کشف کردند که شامل سیگنال‌دهی انسولین است که کیفیت تخمک را در طول پاسخ آسیب DNA (DDR) کنترل می‌کند. این راه جدیدی را برای تشریح جزئیات گفتگوی متقابل بین بافت‌های جسمی و ژرمینال باز می‌کند.
این مطالعه همچنین نشان داد که وقتی آسیب DNA در بافت‌های بدنی رخ می‌دهد، FOXO/DAF-16 با کاهش یک مسیر سیگنالینگ به نام ERK/MPK-1، رشد سلول‌های زاینده را متوقف کرد. این مسیر سیگنالینگ در طول رشد تخمک تصمیمات حیاتی می گیرد. علاوه بر این، گروه دریافتند که کاهش cdk-12 به‌ویژه در بافت‌های رحم کرم باعث توقف رشد سلول‌های زایا شد.
K. Subramaniamاستاد گروه بیوتکنولوژی موسسه فناوری هند مدرس از تلاش های نویسندگان برای افشای آن قدردانی می کند را“نقش جدیدی برای FOXO (DAF-16) به عنوان یک حسگر سیگنال سوما در تنظیم رشد تخمک / تخمک. او کاملا امیدوارانه اضافه می کند،
همچنین جالب خواهد بود که آزمایش کنیم آیا این ارتباط بین خط زایا و سوما (یعنی بین سلول‌های مسئول انتقال اطلاعات ارثی و بقیه بدن) DDR در طول تکامل حفظ شده است یا خیر.
این مطالعه نشان می دهد که نقص در DDR می تواند منجر به کاهش تناسب اندام فرزندان، ناباروری و ناهنجاری های کروموزومی شود. FOXO/DAF-16 فعال شده به عنوان یک نگهبان کلیدی برای حفظ کیفیت سلول های زایا و تناسب نسل های آینده در هنگام آسیب DNA سوماتیک شناسایی شد. این کار همچنین تداخل بین سلول های سوماتیک و زایا را برای مقابله با تهدیدات یکپارچگی ژنوم برجسته می کند.
نویسندگان اصلی، گوتام سرکار و اومانشی راوتلا، توضیح می‌دهند، را“از دیدگاه تکاملی، چنین تلاقی بین بافتی احتمالاً به ارگانیسم کمک می کند تا تنش های داخلی یا خارجی را به طور مؤثرتر و دقیق تر احساس کند. این می تواند به اطمینان از بقای مطلوب و همچنین تناسب اندام در بین نسل ها کمک کند.
با نگاهی به آینده، گروه تحقیقاتی قصد دارند بررسی کنند که چگونه FOXO رشد تخمک و اسپرم را در خارج از سلول هایی که در آن بیان می شود، تنظیم می کند. این مطالعه گام مهمی در درک چگونگی تنظیم مسیرهای سنجش مواد مغذی فرآیندهای رشد در پاسخ به عوامل استرس زای محیطی مانند آسیب DNA است.
