العلماء يجدون أدلة على مرض الزهايمر مخبأة في الحمض النووي بعد أن تم رفضها باعتبارها غير هامة

لقد حدد الباحثون بعيد المنال الحمض النووي مفاتيح في خلايا دعم الدماغ التي تؤثر على الجينات المرتبطة بها مرض الزهايمر مرض.

عندما يفكر الناس في الحمض النووي، فإنهم غالبًا ما يتصورون الجينات التي تحدد سماتنا الجسدية، وتؤثر على السلوك، وتحافظ على عمل أجسامنا بشكل صحيح.

في الواقع، لا تشكل الجينات سوى جزء صغير من مادتنا الوراثية. يحتوي ما يقرب من 2% من الحمض النووي على ما يقرب من 20.000 جينًا يحملها البشر. أما نسبة الـ 98% الأخرى، والتي يشار إليها عادة باسم الجينوم غير المشفر أو الحمض النووي “غير المرغوب فيه”، فهي تحتوي على العديد من العناصر التنظيمية التي تحدد متى يتم تشغيل الجينات ومدى نشاطها.

العلماء في جامعة نيو ساوث ويلز سيدني لقد حددوا الآن تسلسلات الحمض النووي التنظيمية المهمة التي تؤثر على كيفية عمل الخلايا النجمية. الخلايا النجمية هي خلايا داعمة في الدماغ تساعد الخلايا العصبية ومن المعروف أنها متورطة في مرض الزهايمر.

وفي دراسة نشرت في علم الأعصاب الطبيعيأفاد باحثون من كلية التكنولوجيا الحيوية والعلوم الجزيئية الحيوية بجامعة نيو ساوث ويلز عن اختبار ما يقرب من 1000 منطقة تنظيمية مرشحة تسمى المعززات في الخلايا النجمية البشرية المزروعة في المختبر. المعززات عبارة عن امتدادات قصيرة من الحمض النووي يمكنها التحكم في الجينات من مسافات بعيدة، وأحيانًا مئات الآلاف من أحرف الحمض النووي، مما جعل من الصعب التحقيق فيها تاريخيًا.

ولتنفيذ هذا العمل، قام الفريق بدمج تقنية CRISPRi، وهي تقنية يمكنها إسكات مناطق معينة من الحمض النووي مؤقتًا دون قطعها، مع خلية واحدة. الحمض النووي الريبي التسلسل، الذي يتتبع نشاط الجينات في الخلايا الفردية. وباستخدام هذه الاستراتيجية، تمكن الباحثون من تقييم وظيفة ما يقرب من 1000 معزز في وقت واحد.

تقول المؤلفة الرئيسية الدكتورة نيكول جرين: “لقد استخدمنا كريسبري لإيقاف المعززات المحتملة في الخلايا النجمية لمعرفة ما إذا كانت قد غيرت التعبير الجيني”.

“وإذا حدث ذلك، فسنعلم أننا وجدنا مُحسِّنًا وظيفيًا ويمكننا بعد ذلك معرفة الجين – أو الجينات – التي يتحكم فيها. وهذا ما حدث لنحو 150 من المعززات المحتملة التي اختبرناها. ومن المثير للدهشة أن جزءًا كبيرًا من هذه المعززات الوظيفية يتحكم في الجينات المتورطة في مرض الزهايمر“.

إن الانتقال من 1000 مرشح إلى 150 مفتاحًا حقيقيًا يضيق بشكل كبير حيث يحتاج العلماء إلى البحث في الجينوم غير المشفر للعثور على أدلة حول علم الوراثة لمرض الزهايمر.

“تشير هذه النتائج إلى أن هناك حاجة لدراسات مماثلة في أنواع أخرى من خلايا الدماغ لتسليط الضوء على المعززات الوظيفية في المساحة الشاسعة من الحمض النووي غير المشفر.”

القراءة بين السطور

وتقول البروفيسورة إيرينا فوينيجو، التي أشرفت على الدراسة، إن النتائج تعطي الباحثين فهرسًا لمناطق الحمض النووي التي يمكن أن تساعد في تفسير نتائج الدراسات الجينية الأخرى أيضًا.

وتقول: “عندما يبحث الباحثون عن التغيرات الجينية التي تفسر أمراضًا مثل ارتفاع ضغط الدم والسكري وأيضًا الاضطرابات النفسية والعصبية مثل مرض الزهايمر، غالبًا ما ينتهي بنا الأمر إلى حدوث تغيرات ليس داخل الجينات كثيرًا، بل بينهما”.

تلك المناطق “البينية” هي المعززات التي اختبرها فريقها الآن بشكل مباشر على الخلايا النجمية البشرية، مما يكشف عن تلك التي تتحكم بشكل حقيقي في جينات الدماغ المهمة.

“نحن لا نتحدث عن العلاجات بعد. ولكن لا يمكنك تطويرها إلا إذا فهمت مخطط الأسلاك أولاً. وهذا ما يقدمه لنا هذا – رؤية أعمق لدوائر التحكم في الجينات في الخلايا النجمية.”

من تبديل الجينات إلى الذكاء الاصطناعي

كان اختبار ما يقرب من ألف معزز في المختبر عملاً شاقاً. وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إجراء شاشة CRISPRi لمعززات بهذا الحجم في خلايا الدماغ. ولكن مع الانتهاء من العمل الأساسي الآن، يمكن استخدام البيانات لتدريب أدوات الكمبيوتر على التنبؤ بالمعززات المحتملة التي تمثل مفاتيح حقيقية، مما قد يوفر سنوات من الوقت التجريبي.

يقول البروفيسور فوينيجو: “يمكن لمجموعة البيانات هذه أن تساعد علماء الأحياء الحاسوبية في اختبار مدى جودة نماذج التنبؤ الخاصة بهم في التنبؤ بوظيفة المعزز”.

في الواقع، يستخدم فريق DeepMind من Google بالفعل مجموعة البيانات لقياس نموذج التعلم العميق الأخير الذي يسمى ألفاجينومتضيف.

الأدوات المحتملة للعلاج الجيني

ونظرًا لأن معززات محددة تنشط فقط في أنواع معينة من الخلايا، فإن استهدافها قد يسمح بالتحكم الدقيق في التعبير الجيني في الخلايا النجمية دون التأثير على الخلايا العصبية أو خلايا الدماغ الأخرى.

يقول البروفيسور فوينيجو: “على الرغم من أن هذا ليس قريبًا من الاستخدام في العيادة بعد – ولا يزال هناك الكثير من العمل قبل أن تؤدي هذه النتائج إلى علاجات – إلا أن هناك سابقة واضحة”.

“إن أول دواء لتحرير الجينات تمت الموافقة عليه لعلاج مرض الدم – فقر الدم المنجلي – يستهدف مُحسِّنًا محددًا لنوع الخلية.”

ويضيف الدكتور جرين أن البحث في معززات الحمض النووي يعد اتجاهًا واعدًا في الطب الدقيق.

وتقول: “هذا شيء نريد أن ننظر إليه بعمق أكبر: اكتشاف المعززات التي يمكننا استخدامها لتشغيل الجينات أو إيقافها في نوع واحد من خلايا الدماغ، وبطريقة محكمة للغاية”.

المرجع: “فحص كريسبر في الخلايا النجمية البشرية المزروعة يكشف عن المعززات البعيدة التي تتحكم في الجينات غير المنتظمة في مرض الزهايمر” بقلم نيكول فو جرين، جافين ج. ساتون، خافيير بيريز بوريلو، جولي وانج، صامويل باجوت، هانا ج. دانون، كيران والش، أكيرا جوكول، سامانثا أ. مايلز، جوانج يانج، تشارلز أ. هيرينج، يوينج ليانج، جرانت بفوندشتاين، فلاديمير سيتنيك، حميد علي نجاد روكني، ريان ليستر، جوزيف روزنبلوه، يوهان أ. غانيون بارتش وإيرينا فوينيغو، 18 ديسمبر 2025، علم الأعصاب الطبيعي.
دوى: 10.1038/s41593-025-02154-3

التمويل: المجلس الوطني للبحوث الصحية والطبية، معهد UNSW RNA

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.