أحدث الأخبار مع #تشنغهاوتشو،
جريدة الوطن
١٩-٠٦-٢٠٢٥
- صحة
- جريدة الوطن
الكشف عن الطفرات الجينية الخفية
طوّر علماء أداة حاسوبية متقدمة تسمى «مو بيب جين» (moPepGen) تساعد في تحديد الطفرات الجينية التي كانت غير مرئية سابقا في البروتينات، مما يفتح آفاقا جديدة في أبحاث السرطان وعلاجاته. وطور الأداة باحثون من جامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس في الولايات المتحدة وجامعة تورنتو الكندية، ونشرت نتائجهم في مجلة «نيتشر بيوتكنولوجي» (Nature Biotechnology) يوم 16 يونيو/حزيران الجاري، وكتب عنها موقع يوريك أليرت. تطلق الخوارزمية الإمكانات الكاملة لعلم البروتوجينوميكس من خلال التغلب على تحدّ رئيسي في ربط الطفرات الجينية بالتغيرات على مستوى البروتين. يجمع علم البروتوجينوميكس (Proteogenomics) بين دراسة الجينوميات والبروتيوميات، وعلم البروتيوميات هو دراسة التفاعلات والوظائف والتركيب والبنية الخاصة بالبروتينات وأنشطتها الخلوية لتوفير صورة جزيئية شاملة للأمراض. ستساعد هذه الأداة على فهم كيفية تأثير التغيرات في حمضنا النووي على البروتينات، وكيف تسهم في نهاية المطاف في الإصابة بالسرطان، والأمراض العصبية التنكسية وغيرها من الحالات. كما توفر طريقة جديدة لإنشاء اختبارات تشخيصية، وإيجاد أهداف علاجية لم تكن واضحة للباحثين سابقا. كان التحدي الرئيسي يتمثل في عدم القدرة على الكشف الدقيق عن الببتيدات المتغيرة، مما يحد من القدرة على تحديد الطفرات الجينية على مستوى البروتين. غالبا ما تفشل أدوات البروتيوميات الحالية في التقاط التنوع الكامل لتغيرات البروتين. للتغلب على هذا التحدي، طور الباحثون برنامج مو بيب جين، الذي يمكّن من تحديد التغيرات البروتينية بدقة أكبر. صرح الدكتور تشنغهاو تشو، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم علم الوراثة البشرية بجامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس والمؤلف المشارك في الدراسة، «طورنا برنامج مو بيب جين لمساعدة الباحثين على تحديد المتغيرات الجينية التي يتم التعبير عنها فعليا على مستوى البروتين، مما يعالج تحديا طويل الأمد في مجال علم البروتينات الجينية». وأضاف «تحسّن أداتنا بشكل كبير من اكتشاف التغيرات البروتينية الخفية باستخدام نهج قائم على الرسوم البيانية لمعالجة جميع أنواع التغيرات الجينية بكفاءة، يوفر هذا رؤية أشمل لتنوع البروتين، ويمنح الباحثين صورة أدق بكثير عن كيفية تأثير الطفرات على المرض». يعد هذا المستوى من الدقة بالغ الأهمية لأن البروتينات تلعب دورا أساسيا في كل وظيفة بيولوجية تقريبا، ويمكن أن تشير التغيرات في بنيتها إلى تطور المرض، وخاصة في السرطان، ولا يزال تحليل البروتينات للكشف عن هذه التغيرات يمثل تحديا حسابيا هائلا. قدرة هائلة على تحليل بيانات معقدة بخلاف الطرق الحالية التي تكتشف في المقام الأول التغيرات الجينية البسيطة مثل استبدال الأحماض الأمينية المفردة، صممت أداة مو بيب جين لتحديد مجموعة واسعة من الاختلافات البروتينية الناتجة من التعديلات الجينية المعقدة. وتعمل الأداة على نمذجة منهجية لكيفية التعبير عن الجينات وترجمتها إلى بروتينات، مما يوسّع بشكل كبير القدرة على اكتشاف الطفرات المرتبطة بالأمراض. قال تشو «حتى الآن لم تكن هناك طريقة عملية للتعامل مع التعقيد الهائل للاختلاف الجيني والنسخي. تعمل الخوارزمية بسرعة، حتى عند تحليل كميات هائلة من البيانات، وهي مصممة للعمل عبر تقنيات وأنواع متعددة». لإثبات فعاليتها، استخدم الفريق أداة مو بيب جين لتحليل البيانات البروتينية الجينومية من خمسة أورام في البروستات، وثمانية أورام في الكلى، و376 سلالة خلوية. ووجدوا أنها نجحت في تحديد اختلافات بروتينية لم يكن من الممكن اكتشافها سابقا مرتبطة بالطفرات الجينية، واندماج الجينات، والتغيرات الجزيئية الأخرى. كما أثبت أنه أكثر حساسية وشمولا من الطرق السابقة، حيث اكتشف متغيرات بروتينية فريدة أكثر بأربع مرات من الطرق القديمة. ولاحظ الباحثون أن أحد أكثر تطبيقات مو بيب جين إثارة للاهتمام هو العلاج المناعي، إذ يمكنه تحديد الببتيدات المتغيرة الخاصة بالسرطان التي قد تستخدم كمرشحات لمستضدات جديدة، وهو أمر أساسي لتطوير لقاحات سرطانية وعلاجات خلوية مخصصة. وصرح الدكتور بول بيتر، أستاذ جراحة المسالك البولية وعلم الوراثة البشرية في كلية ديفيد جيفن للطب بجامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس ومدير علوم بيانات السرطان في مركز جونسون الشامل للسرطان التابع لجامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس والمؤلف المشارك في الدراسة، «من خلال تسهيل تحليل المتغيرات البروتينية المعقدة، يمتلك مو بيب جين القدرة على تطوير الأبحاث في مجال السرطان والأمراض التنكسية العصبية وغيرها من المجالات التي يعد فيها فهم تنوع البروتينات أمرا بالغ الأهمية». وأضاف «إنه يسد الفجوة بين البيانات الجينية والتعبير البروتيني في العالم الحقيقي، مما يفتح آفاقا جديدة في الطب الدقيق وما بعده». الأداة متاحة مجانا للباحثين ويمكن دمجها مع سير عمل تحليل البروتينات الحالية، مما يجعلها متاحة للمختبرات في جميع أنحاء العالم، وفقا للباحثين. العلاج الجيني كحل للأمراض المستعصية تتسبب الجينات البشرية في مجموعة من الأمراض المختلفة، وهي أمراض تنتج عن وجود جين بعينه في تركيبة الحمض النووي للإنسان وفي بعض الأحيان بسبب غياب جين أو وجوده بشكل مغلوط. ورغم أن العلم اكتشف السبب وراء العديد من هذه الأمراض، بل استطاع تحديد الجينات التي تسببت فيها، فإن الطب المعاصر لم يكن يملك الأدوات المناسبة للتصرف بناء على هذه المعرفة وعلاج الأمراض بشكل نهائي. وهنا يأتي دور تقنية «كريسبر» التي طورتها «ماموث»، فبحسب ما قاله تريفور مارتن في محاضرته فإن تقنية «كريسبر» تعمل ببساطة على معالجة المشاكل الجينية الموجودة في الحمض النووي، وعبر هذه التقنية يمكن التخلص من المسبب الرئيسي للمرض، سواء كان عبر حذف الجين المسؤول عنه أو بتعديله بشكل يجعل المرض غير بارز. وبينما تبدو هذه التقنية مستقبلية وبعيدة المنال، فإن الشركة استطاعت تقديم العلاج الأول الذي يستغلها، وهو علاج لمرض فقر الدم المنجلي الذي يتسبب فيه خلل جيني يجعل كريات الدم الحمراء غير قادرة على حمل الأكسجين بشكل ملائم. طُرح العلاج الذي يعتمد على هذه التقنية بالفعل في الولايات المتحدة، وهذا يعني أنه اجتاز كل الاختبارات اللازمة وحصل على الموافقات كافة، وقد أثبت العلاج فاعليته في حل المشكلة تمامًا وتجنبها أيضًا في بعض الحالات. أشبه بتعديل المستندات النصية قدم تريفور شرحًا مبسطًا للطريقة التي تعمل بها تقنية «كريسبر»، ومن أجل تقريب آلية عمل التقنية للمستخدمين، وضح أن التقنية تتعامل مع التركيب الجيني والحمض النووي للإنسان بشكل يشبه تعامل تطبيقات تعديل المستندات النصية مع المستندات. وللتوضيح، فإن التقنية تستطيع البحث عن تركيب جيني بعينه في الحمض النووي للإنسان، وذلك أشبه بما يقوم به محرك البحث في تطبيقات تعديل النصوص. فعندما تجد هذا التركيب الجيني بعينه، فإنها تستطيع تعديله، إما عبر حذف الأحماض الأمينية المتسببة في المرض، أو إضافة أحماض نووية جديدة لعلاج المرض. استلهم فريق «ماموث» هذه التقنية من مراقبة البكتيريا بعد تعرضها للإصابة بالفيروسات التي تعدل الحمض النووي الخاص بها، فقد وجد الفريق أن البكتيريا تقوم بإزالة التتابع الجيني الذي قام الفيروس بتعديله، في خطوة منها لحماية نفسها، لذا قام الفريق باستخراج هذه الآلية من البكتيريا وإطلاق اسم «كريسبر» عليها، وقد فازت إحدى أعضاء الفريق البحثي في الشركة بجائزة نوبل للعلوم عن أبحاثها في تقنية «كريسبر». آفاق لا حدود لها اختتم تريفور حديثه عن تقنية «كريسبر» بالتوضيح أن هذه التقنية ليست حديثة العهد رغم أنها لم تكن مشهورة في السابق، ولكن أبحاث الفريق تمكنت من تحسين التقنية وتصغير حجمها بشكل يضيف لها مزيدًا من الاستخدامات ويجعلها قادرة على استهداف الحمض النووي البشري. وأشار أيضًا إلى أن التقنية تفتح آفاقًا لا حدود لها في العلاج الطبي، وهو ما تأمل الشركة القيام به في المستقبل. فبدلًا من الاكتفاء بعلاج الأمراض الجينية مثل ألزهايمر وغيره، يمكن للتقنية أن تنتقل إلى مرحلة أبعد من ذلك عبر التعديل الجيني للإنسان، وإضافة جينات بعينها إلى الحمض النووي الخاص به أو حتى تعديل جينات بعينها للتخلص من العوامل المحفزة للجلطات القلبية مثلًا أو العوامل المحفزة لأمراض مثل السمنة. بالطبع، تواجه مثل هذه التقنيات عادة تحديات قانونية وتشريعية جمّة، ولكن وجود هذه التحديات لا ينفي وجودها أو يقوض من أهميتها، ففي النهاية يمكن أن تساعد تقنية «كريسبر» في القضاء على أمراض لطالما قضت على البشر مثل السرطان وألزهايمر وغيرها.
الصحراء
١٨-٠٦-٢٠٢٥
- صحة
- الصحراء
أداة حاسوبية تحسّن الكشف عن الطفرات الجينية الخفية
طوّر علماء أداة حاسوبية متقدمة تسمى "مو بيب جين" (moPepGen) تساعد في تحديد الطفرات الجينية التي كانت غير مرئية سابقا في البروتينات، مما يفتح آفاقا جديدة في أبحاث السرطان وعلاجاته. وطور الأداة باحثون من جامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس في الولايات المتحدة وجامعة تورنتو الكندية، ونشرت نتائجهم في مجلة "نيتشر بيوتكنولوجي" (Nature Biotechnology) يوم 16 يونيو/حزيران الجاري، وكتب عنها موقع يوريك أليرت. تطلق الخوارزمية الإمكانات الكاملة لعلم البروتوجينوميكس من خلال التغلب على تحدّ رئيسي في ربط الطفرات الجينية بالتغيرات على مستوى البروتين. يجمع علم البروتوجينوميكس (Proteogenomics) بين دراسة الجينوميات والبروتيوميات، وعلم البروتيوميات هو دراسة التفاعلات والوظائف والتركيب والبنية الخاصة بالبروتينات وأنشطتها الخلوية لتوفير صورة جزيئية شاملة للأمراض. ستساعد هذه الأداة على فهم كيفية تأثير التغيرات في حمضنا النووي على البروتينات، وكيف تسهم في نهاية المطاف في الإصابة بالسرطان، والأمراض العصبية التنكسية وغيرها من الحالات. كما توفر طريقة جديدة لإنشاء اختبارات تشخيصية، وإيجاد أهداف علاجية لم تكن واضحة للباحثين سابقا. كان التحدي الرئيسي يتمثل في عدم القدرة على الكشف الدقيق عن الببتيدات المتغيرة، مما يحد من القدرة على تحديد الطفرات الجينية على مستوى البروتين. غالبا ما تفشل أدوات البروتيوميات الحالية في التقاط التنوع الكامل لتغيرات البروتين. للتغلب على هذا التحدي، طور الباحثون برنامج مو بيب جين، الذي يمكّن من تحديد التغيرات البروتينية بدقة أكبر. صرح الدكتور تشنغهاو تشو، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم علم الوراثة البشرية بجامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس والمؤلف المشارك في الدراسة، "طورنا برنامج مو بيب جين لمساعدة الباحثين على تحديد المتغيرات الجينية التي يتم التعبير عنها فعليا على مستوى البروتين، مما يعالج تحديا طويل الأمد في مجال علم البروتينات الجينية". وأضاف "تحسّن أداتنا بشكل كبير من اكتشاف التغيرات البروتينية الخفية باستخدام نهج قائم على الرسوم البيانية لمعالجة جميع أنواع التغيرات الجينية بكفاءة، يوفر هذا رؤية أشمل لتنوع البروتين، ويمنح الباحثين صورة أدق بكثير عن كيفية تأثير الطفرات على المرض". يعد هذا المستوى من الدقة بالغ الأهمية لأن البروتينات تلعب دورا أساسيا في كل وظيفة بيولوجية تقريبا، ويمكن أن تشير التغيرات في بنيتها إلى تطور المرض، وخاصة في السرطان، ولا يزال تحليل البروتينات للكشف عن هذه التغيرات يمثل تحديا حسابيا هائلا. قدرة هائلة على تحليل بيانات معقدة بخلاف الطرق الحالية التي تكتشف في المقام الأول التغيرات الجينية البسيطة مثل استبدال الأحماض الأمينية المفردة، صممت أداة مو بيب جين لتحديد مجموعة واسعة من الاختلافات البروتينية الناتجة من التعديلات الجينية المعقدة. وتعمل الأداة على نمذجة منهجية لكيفية التعبير عن الجينات وترجمتها إلى بروتينات، مما يوسّع بشكل كبير القدرة على اكتشاف الطفرات المرتبطة بالأمراض. قال تشو "حتى الآن لم تكن هناك طريقة عملية للتعامل مع التعقيد الهائل للاختلاف الجيني والنسخي. تعمل الخوارزمية بسرعة، حتى عند تحليل كميات هائلة من البيانات، وهي مصممة للعمل عبر تقنيات وأنواع متعددة". لإثبات فعاليتها، استخدم الفريق أداة مو بيب جين لتحليل البيانات البروتينية الجينومية من خمسة أورام في البروستات، وثمانية أورام في الكلى، و376 سلالة خلوية. ووجدوا أنها نجحت في تحديد اختلافات بروتينية لم يكن من الممكن اكتشافها سابقا مرتبطة بالطفرات الجينية، واندماج الجينات، والتغيرات الجزيئية الأخرى. كما أثبت أنه أكثر حساسية وشمولا من الطرق السابقة، حيث اكتشف متغيرات بروتينية فريدة أكثر بأربع مرات من الطرق القديمة. ولاحظ الباحثون أن أحد أكثر تطبيقات مو بيب جين إثارة للاهتمام هو العلاج المناعي، إذ يمكنه تحديد الببتيدات المتغيرة الخاصة بالسرطان التي قد تستخدم كمرشحات لمستضدات جديدة، وهو أمر أساسي لتطوير لقاحات سرطانية وعلاجات خلوية مخصصة. وصرح الدكتور بول بيتر، أستاذ جراحة المسالك البولية وعلم الوراثة البشرية في كلية ديفيد جيفن للطب بجامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس ومدير علوم بيانات السرطان في مركز جونسون الشامل للسرطان التابع لجامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس والمؤلف المشارك في الدراسة، "من خلال تسهيل تحليل المتغيرات البروتينية المعقدة، يمتلك مو بيب جين القدرة على تطوير الأبحاث في مجال السرطان والأمراض التنكسية العصبية وغيرها من المجالات التي يعد فيها فهم تنوع البروتينات أمرا بالغ الأهمية". وأضاف "إنه يسد الفجوة بين البيانات الجينية والتعبير البروتيني في العالم الحقيقي، مما يفتح آفاقا جديدة في الطب الدقيق وما بعده". الأداة متاحة مجانا للباحثين ويمكن دمجها مع سير عمل تحليل البروتينات الحالية، مما يجعلها متاحة للمختبرات في جميع أنحاء العالم، وفقا للباحثين. المصدر: يوريك ألرت نقلا عن الجزيرة نت
