عامل محیطی – آوریل 2020: گزارش های مکاتباتی ماه

لایه جدیدی از کنترل در بیان ژن

در یک مطالعه با بودجه NIEHS، محققان راهی را کشف کردند که قبلاً ناشناخته بود که در آن ژن ها پروتئین ها را کد می کنند. این مطالعه نشان داد که RNA به جای مسیرهایی که از DNA، از طریق RNA پیام رسان (mRNA) به پروتئین ها می رود، روش رونویسی DNA به mRNA و ترجمه برای تولید پروتئین را تغییر می دهد.

محققان سلول های بنیادی موش ها را برای مطالعه مکانیسم های بیان ژن مورد مطالعه قرار دادند. آنها کشف کردند که mRNA روش رونویسی DNA را با استفاده از یک واکنش شیمیایی برگشت پذیر به نام متیلاسیون تغییر می دهد، که می تواند فعالیت یک قطعه DNA را بدون تغییر توالی تغییر دهد. محققان تعدادی از پروتئین هایی را که mRNA متیله شده را تشخیص می دهند، شناسایی و مشخص کردند.

آنها همچنین دریافتند که گروهی از RNA ها به نام RNA های تنظیمی مرتبط با کروموزوم (carRNA) از فرآیند متیلاسیون یکسانی استفاده می کنند. با این حال، carRNA ها پروتئین ها را رمزگذاری نمی کنند و مستقیماً در ترجمه پروتئین نقش ندارند. در عوض، آنها نحوه ذخیره و رونویسی DNA را کنترل کردند. محققان دریافتند که یک اصلاح متیلاسیون خاص به نام N6-methyladenosine (m6A) به عنوان یک سوئیچ برای کنترل سطوح carRNA هایی عمل می کند که رونویسی DNA را تنظیم می کنند. هنگامی که آنها m6A را در سلول های بنیادی موش مختل کردند، فراوانی carRNA و بیان ژن افزایش یافت.

به گفته نویسندگان، یافته‌ها پیامدهای عمده‌ای در زیست‌شناسی پایه دارند، زیرا نقش جدیدی را برای m6A و carRNA در نحوه تبدیل DNA به پروتئین ارائه می‌دهند که بر درک ما از مکانیسم‌های دخیل در بیماری‌های انسانی و طراحی دارو تأثیر می‌گذارد.

نقل قول: لیو جی، دو ایکس، چن سی، چن سی، لیو سی، زو ام ام، ژائو اس، شن بی، گائو ای، هان دی، ه سی. 2020. N6-methyladenosine از یک RNA تنظیمی مرتبط با کروموزوم، حالت کروماتین و رونویسی را تنظیم می کند. علم 367 (6477): 580–586.

جایگزین BPA جفت موش را از بین می برد، ممکن است بر رشد مغز تأثیر بگذارد

دریافت کنندگان NIEHS گزارش دادند که بیسفنول S (BPS)، جایگزینی برای بیسفنول A (BPA)، جفت موش را در طول بارداری مختل می کند. به گفته نویسندگان، یافته ها نشان می دهد که قرار گرفتن در معرض BPS ممکن است به اندازه BPA برای جفت خطرناک باشد و ممکن است منجر به اثراتی بر روی مغز جنین در حال رشد شود.

نگرانی ها در مورد ایمنی BPA، یک ماده شیمیایی در پلاستیک و سایر محصولات، منجر به تولید کالاهای بدون BPA شده است که اغلب از مواد شیمیایی مرتبط مانند BPS استفاده می کنند. برای مقایسه اثرات BPA و BPS، محققان موش‌های باردار را در معرض یک یا آن ماده شیمیایی قرار دادند، سپس نمونه‌های جفت را جمع‌آوری کردند و آن‌ها را با نمونه‌های جفت موش‌های باردار بدون مواجهه مقایسه کردند.

آنها دریافتند که BPA و BPS منجر به تغییرات تقریباً یکسانی در بیان ژن جفت می شود. این تیم نقایصی را در ناحیه اتصال جفت مشاهده کردند، که بخش اصلی تولید هورمون‌ها، فاکتورهای رشد و سلول‌های ایمنی مهم برای بارداری طبیعی است. آنها همچنین دریافتند که BPA و BPS منجر به کاهش سطح سروتونین جفتی می شود که برای رشد مغز جنین در موش و انسان ضروری است.

محققان به این نتیجه رسیدند که این مشاهدات در موش ها نشان دهنده اثرات بالقوه مرتبط با جفت و مغز در حال رشد در انسان است. مطالعات بیشتر برای اطمینان از ایمنی جایگزین های BPA مانند BPS ضروری است.

نقل قول: مائو جی، جین آ، دنسلو ND، نوری ام.. 2020. اختلال بیسفنول A و بیسفنول S در جفت موش و اثرات بالقوه بر محور جفت-مغز. Proc Natl Acad Sci USA 17(9):4642-4652.

پاسخ غیرمنتظره به استروژن در سطح سلولی فردی

دریافت کنندگان NIEHS دریافتند که سلول های فردی در یک جمعیت به تحریک استروژن هم در سطح سلول های فردی و هم در آلل ها، که دیگر اشکال احتمالی یک ژن هستند، واکنش متفاوتی نشان می دهند. این تفاوت ها با سطح گیرنده استروژن در سلول ها یا وضعیت فعال شدن آن توضیح داده نمی شود.

محققان سلول‌های سرطان سینه انسان را با استروژن در آزمایشگاه درمان کردند و بیان دو ژن با مشخصه GREB1 و MYC را که فعالیت‌های آنها توسط استروژن تنظیم می‌شود، بررسی کردند. همانطور که انتظار می رفت، آنها دریافتند که استروژن ژن های GREB1 و MYC را در عرض 15 دقیقه فعال می کند. به طور غیرمنتظره، سلول های منفرد تفاوت زیادی در سطح فعال شدن ژن نشان دادند. این تفاوت ها حتی بین آلل های یک سلول نیز رخ می دهد.

برای تعیین اینکه آیا تنظیم کننده های گیرنده استروژن در تعدیل پاسخ به استروژن دخیل هستند یا خیر، دانشمندان از فناوری های خودکار با توان بالا برای آزمایش مجموعه ای از مهارکننده های مولکولی کوچک تنظیم کننده های گیرنده استروژن استفاده کردند. یک مهارکننده به نام MS049 به طور قابل توجهی پاسخ تک تک آلل ها به استروژن را افزایش داد.

محققان پاسخ استروژن را با مهار تنظیم‌کننده‌های گیرنده استروژن تغییر می‌دهند و یک مسیر تنظیمی ناشناخته را برای استروژن ایجاد می‌کنند تا ژن‌ها را در سطح سلولی فعال کند. به گفته نویسندگان، یافته‌ها بینش‌های جدیدی را در مورد روش‌های پیچیده‌ای که سلول‌ها در آن تغییرپذیری را در پاسخ به محرک‌ها حفظ می‌کنند، ارائه می‌دهد، که یک استراتژی مهم برای سازگاری جمعیت‌های سلولی است.

نقل قول: Stossi F، Dandekar RD، Mancini MG، Gu G، Fuqua SAW، Nardone A، De Angelis C، Fu X، Schiff R، Bedford MT، Xu W، Johansson HE، Stephan CC، Mancini MA. 2020. رونویسی ناشی از استروژن در آلل های منفرد مستقل از سطح گیرنده و ترکیب فعال است اما می تواند توسط فعالیت کواکتیواتور تعدیل شود. Nucleic Acids Res 48 (4): 1800-1810.

آلودگی هوای محیط با خطر ابتلا به سرطان سینه مرتبط است

با استفاده از چندین رویکرد مدل‌سازی، دریافت کنندگان کمک هزینه NIEHS پیوندهایی بین آلاینده‌های هوا در نزدیکی جاده‌های اصلی و افزایش خطر ابتلا به سرطان سینه پیدا کردند. مطالعات قبلی در مورد آلودگی هوا و سرطان سینه به طور کلی از یک روش واحد برای ارزیابی قرار گرفتن در معرض استفاده کرده و بر روی زنان سفیدپوست متمرکز شده است که نتایج متناقضی به همراه داشته است. در این مطالعه، محققان از سه روش ارزیابی قرار گرفتن در معرض برای بررسی ارتباط بین قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آلودگی هوا و خطر ابتلا به سرطان سینه برای 57589 زن در گروه چند قومیتی کالیفرنیای جنوبی استفاده کردند.

این تیم با استفاده از روش‌های معروف به کریجینگ، رگرسیون کاربری زمین (LUR) و مدل پراکندگی منبع خطی کالیفرنیا (CALINE4)، قرار گرفتن در معرض آلودگی هوا ناشی از ذرات معلق و اکسیدهای نیتروژن را برآورد کردند. در میان همه زنان، خطر ابتلا به سرطان سینه با اکسیدهای نیتروژن تعیین شده توسط کریجینگ و LUR و با ذرات معلق با استفاده از کریجینگ ارتباط مثبت داشت اما به طور معنی داری ارتباط نداشت. با این حال، در میان زنانی که در 500 متری جاده‌های اصلی زندگی می‌کردند، محققان خطرات قابل‌توجهی را در ارتباط با اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق که توسط کریجینگ تعیین می‌شوند و همچنین اکسیدهای نیتروژن با استفاده از LUR مشاهده کردند. هیچ ارتباط کلی با استفاده از CALINE4 مشاهده نشد.

هنگامی که آن ها زیر گروه های درون جمعیت را تجزیه و تحلیل کردند، ارتباط قوی تری بین اکسید نیتریک و خطر ابتلا به سرطان سینه در میان آفریقایی-آمریکایی ها و ژاپنی-آمریکایی ها آشکار شد. به گفته نویسندگان، مطالعات بیشتری در مورد جمعیت‌های چند قومیتی با استفاده از روش‌های مدل‌سازی مختلف برای تأیید اثرات آلودگی هوا، به‌ویژه برای قرار گرفتن در معرض نزدیک جاده‌ها، مورد نیاز است.

نقل قول: چنگ I، Tseng C، Wu J، Yang J، Conroy SM، Shariff-Marco S، Li L، Hertz A، Gomez SL، Le Marchand L، Whittemore AS، Stram DO، Ritz B، Wu AH. 2020. ارتباط بین آلودگی هوای محیط و خطر ابتلا به سرطان پستان: یک مطالعه کوهورت چند قومیتی. Int J Cancer 146 (3): 699-711.