ژنهایی که بانام ژنهای سیرکادین (Circadian) یا کنترلکنندهی ساعت از آنها یادمیکنیم، بخشیاز ساعتزیستی (Biological Clock) داخل بدن هستند که اجازهمیدهند تا انسانها و دیگر موجودات حساس به نور، فعالیت روزانهی خود را با چرخهی روشنایی و تاریکی تنظیمکنند.
محققان دریافتهاند که تغییرات روزانه در مکانیابی فضایی (Spatial Localization) ژنهای کنترلکنندهی ساعت در هستهی یاخته، نوسانات فعالیت موجودات نام برده را طی یک دورهی ۲۴ساعته تنظیممیکنند.
جابهجایی بین محیطهای فیزیکی مختلف در هستهی سلول، نوسانات روزانهی فعالیت ژنهایی را که توسط ساعتزیستی داخلی کنترلمیشوند، تنظیممیکند. درنهایت این یافتهها به راهکارهای درمانی جدیدی برای درمان بیماریهای مرتبط با اختلال ریتم سیرکادین میانجامد و محققان با پردهبرداری از اصلی نوین در تنظیمات رونویسی سیرکادین به موردی دست یافتند که دینامیک یا پویایی دور از انتظاری در وضعیت درون هستهای ژنهای سیرکادین میباشد.
مواد ژنتیکی در هستهی سلول، در ساختاری بستهبندی میشوند که آنرا کروماتین مینامیم و توزیع ۳بعدی کروماتین در هسته از الگوی خاصی پیروی میکند. کروماتین گشودهشده حاوی ژنهای فعالی است که تمایل دارند تا بخشهای مرکزی هسته را اشغالکنند درحالیکه ژنهای غیرفعال کروماتین تمایلدارند تا در بخشهای پیرامونی هسته قرارگیرند؛ محیطی که غنیاز عوامل محرک خاموشسازی ژنها (Gene Silencing) میباشد.
محققان، اجتماع فیزیکی بین مناطقی که روی یک رشتهی کروماتین خطی دور از یکدیگر یا روی کروموزومهای مختلف واقع شدهاند را بررسیکردند و با بررسی چنین رویاروییهایی در فضای ۳بعدی هسته، آنها به شبکهای از تماسها بین این ژنهای کنترلکنندهی ساعت و دامنهی فاقد ژنهای متعدد پیبردند که کروماتین را در اطراف هسته خاموش میکند. آنها ۲پروتئین را شناساییکردند که هر روز ژنها را به بستر آورده و به آنها کمک میکند تا در پیرامون هستهی سلول بهخواب روند. پُلی (ADP-ribose) پلیمراز 1 (PARP1)، یک تنظیمکنندهی شناختهشدهی ترمیم DNA و بیان ژن و عامل رونویسیCTCF میباشد. بنابراین محققان دریافتند که PARP1 و CTCF فعالیت روزانهی ژنهای سیرکادین به اطراف هسته را جهت کاهش میزان بیان آنها تحریکمیکند. آنها سپس بهحالت خاموش و خوابیده از پیرامون رها میشوند تا سیکل جدیدی را شروعکنند.
ساعتزیستی داخل بدن؛ دمای بدن، متابولیسم و سطوح چندین هورمون را تنظیممیکند. اختلال در ریتمهای سیرکادین با آمادگی افراد جهت ابتلا به بیماریهای چند عاملی (Multifactorial) مانند دیابت قندی، سندرم متابولیک، اختلالروانی و سرطان ارتباط دارد. این دانش جدید به کشف راهکارهای جدیدی برای درمان بیماریهای ناشیاز آشفتگی ریتم سیرکادین میانجامد.
Ref: Molecular Cell Journal
