دانشمندان روسی اصل فیزیکی پشت توسعه سرطان را کشف کردند

به گزارش مجله خبری نگار،متخصصان دانشگاه پلی‌تکنیک پرم توضیح جدیدی برای چگونگی تعیین آینده یک سلول ارائه داده‌اند - اینکه آیا به نورون، سلول ماهیچه‌ای تبدیل خواهد شد یا به طور غیرقابل کنترلی تقسیم شده و به تومور تبدیل می‌شود. محققان یک مدل ریاضی از DNA ایجاد کرده‌اند که برای اولین بار، اصل فیزیکی جهانی را که عملکرد هماهنگ هزاران ژن را تضمین می‌کند، توصیف می‌کند. سرویس مطبوعاتی دانشگاه این موضوع را به Gazeta گزارش داد.

علیرغم پیشرفت‌ها در ژنومیک، یک سوال کلیدی همچنان بی‌پاسخ مانده بود: چگونه سلولی که حاوی ده‌ها هزار ژن است، به‌طور همزمان تعداد زیادی از قطعات DNA را تغییر می‌دهد و یک برنامه بیولوژیکی واضح را تشکیل می‌دهد؟ تاکنون، دانشمندان این فرآیند را به‌طور جزئی بررسی کرده و پروتئین‌ها و سیگنال‌های شیمیایی منفرد را مطالعه می‌کردند. با این حال، این برای توضیح چگونگی تغییر وضعیت یک سلول در "کل ژنوم" کافی نبود.

محققان دانشگاه پلی‌تکنیک تحقیقات ملی پرم پیشنهاد داده‌اند که DNA را به عنوان یک سیستم فیزیکی با قابلیت خودسازماندهی در نظر بگیرند. ایده اصلی این است که باز شدن یک بخش از مولکول باعث توزیع مجدد فشار مکانیکی در ساختار آن می‌شود. این "موج" می‌تواند باز شدن ژن‌های مجاور را تسهیل یا برعکس، مهار کند و فعالیت آنها را در سراسر ژنوم هماهنگ سازد.

یکی از نویسندگان این تحقیق، دانشیار PNRPU، الکساندر نیکیتوک، توضیح داد: «ما پارامتری را معرفی کردیم که تعیین می‌کند یک قطعه DNA در کدام یک از سه حالت قرار دارد. این به ما اجازه داد تا نشان دهیم که چگونه باز شدن موضعی می‌تواند منجر به بازسازی جهانی فعالیت ژنومی شود.»

برای تأیید اعتبار مدل، محققان محاسبات خود را با داده‌های واقعی در مورد سلول‌های جنینی، بالغ و سرطانی مقایسه کردند. توافق آماری تأیید کرد که مکانیسم فیزیکی پیشنهادی واقعاً الگو‌های جهانی تنظیم ژنوم را توصیف می‌کند.

توضیح ماهیت سرطان اهمیت ویژه‌ای پیدا کرد. به گفته دانشمندان، سلول تومور سیستمی است که در حالت تقسیم «قفل» شده است. به دلیل کمبود نواحی DNA که قادر به ورود به حالت بحرانی هستند، نمی‌تواند به مسیر بلوغ یا رشد طبیعی تغییر کند. در سلول‌های سالم، چنین تغییر‌هایی به صورت آبشاری رخ می‌دهند و رشد بافت را تضمین کرده و عملکرد‌های حیاتی را حفظ می‌کنند.

این مفهوم راه را برای رویکرد‌های درمانی جدید باز می‌کند. به جای از بین بردن تومور با روش‌های تهاجمی، می‌توانیم با بازگرداندن سلول‌ها به مسیر رشد طبیعی یا القای مرگ برنامه‌ریزی‌شده آنها، وضعیت آن را "تغییر" دهیم. به گفته محققان، درک اصول فیزیکی عملکرد DNA می‌تواند پزشکی ترمیمی را نیز متحول کند و برنامه‌ریزی مجدد سلولی را قابل پیش‌بینی و کنترل سازد.