عملکرد دی ان ای بی رمز کشف شد - مجله مدیریت ناب

به گزارش خبرنگاران به نقل از ایسنا، محققان دانشگاه علوم و فناوری اوکیناوا(OIST) هدف ماده تاریک دی ان ای یا دی ان ایِ بی رمز را که قبلاً تصور می شد هیچ عملکردی ندارد، کشف نموده اند.

دکتر رینا کومیا نویسنده ارشد این تحقیق و دانشیار گروه علوم و فناوری دانشگاه اوکیناوا گفت: برنج یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی در دنیا و یک منبع غذای اصلی در بسیاری از کشورها از جمله ژاپن است.

تحقیقات بیشتر در خصوص تأثیر این مناطق ژنومی بر روی فراوری مثل و تکثیر گیاه به طور بالقوه می تواند منجر به افزایش بهره وری و بازدهی پایدار شالیزارهای برنج گردد.

بسیاری از مطالعات بر ژن ها و قسمت هایی از دی ان ای که دستورالعمل ساخت پروتئین ها را ارائه می دهند، تمرکز دارند. اما در موجودات پیچیده تری مانند گیاهان و حیوانات، بخش عظیمی از ژنوم(بین 90 تا 98 درصد) برای پروتئین رمزگذاری نشده است.

این قسمت عظیم از دی ان ای، اغلب دی ان ایِ بی مصرف(junk DNA) نامیده می گردد و سال ها است که زیست شناسان را گیج نموده است. بسیاری آن را ماده تاریک خوانده اند. با این حال، مطالعات اخیر نشان داده اند که بسیاری از این مناطق ژنومی بی رمز ممکن است عملکرد داشته باشند که این به مطرح شدن فرضیه RNAهای بی رمز منجر شده است.

در حال حاضر انواع بی شماری از RNAهای بی رمز شناسایی شده است و اگرچه مطالعات نشان می دهد که آنها نقش مهمی در تنظیم بیان ژن دارند، اما عملنمودهای دقیق آنها هنوز مبهم است و به همین دلیل، کومیا روی RNAهای خاص در فراوری مثل تمرکز نموده است.

وی گفت: این ها RNAهای بی رمزی هستند که با شکل گیری سیستم فراوری مثل فراوری می شوند. من می خواستم کشف کنم که آنها چه نقشی در توسعه استامن ها و پیستیل ها -اندام های فراوری مثل نر و ماده در گیاهان- دارند.

وی اضافه کرد: فراوری مثل یا تکثیر، یک پدیده مهم انتقال اطلاعات ژنتیکی به نسل بعدی است و برای حفظ یک محصول با عملکرد پایدار، لازم است. با این وجود، توسعه سیستم فراوری مثل پیچیده است و بسیاری از جنبه های آن هنوز ناشناخته مانده است.

وی ادامه داد: این مطالعه نشان می دهد که RNAهای بی رمز که از مناطقی از ژنوم که تصور می شد غیر کاربردی هستند، می آیند، برای تکثیر گیاه ضروری هستند. آنالیز RNAهای غیر رمزگذاری شده یا بی رمز یک حوزه هیجان انگیز و مهم برای تحقیق است.

توالی های دی ان ایِ بی رمز یا بی کد(Non-coding DNA)، اجزای دی ان ای یک موجود زنده هستند که توالی های پروتئین را کد نمی نمایند. بعضی از دی ان ای های بی رمز به مولکول های عملگر آر.ان .ای بی رمز (مثلاً آران ای انتقال(tRNA)، آران ای ریبوزومی(rRNA) و آران ای مداخله گر (RNAi)) رونویسی می شوند. از دیگر نقش های دی ان ای بی رمز می توان به ترجمه و رونویسی مقررات توالی کد کردن پروتئین، منطقه پیوند ماتریس، مکان آغازش همتاسازی دی ان ای، سانترومر و تلومرها اشاره نمود.

مقدار دی ان ای بی رمز در میان گونه های مختلف بسیار متفاوت است. معمولا درصد کمی از ژنوم مسئول کد کردن پروتئین ها است و درصد زیادی از آنها وظایف تنظیم نمایندگی دارند. همان گونه که در دهه 1960 پیش بینی شده بود، وقتی دی .ان .ای بی رمز بسیاری وجود دارد، به نظر می رسد بخش عظیمی از آن هیچ عملکرد بیولوژیکی ندارد. از آن موقع، به این بخش غیرفعال، دی ان ایِ آشغال می گویند که این نام گذاری بسیار بحث برانگیز بوده است.

پروژه دانش نامه بین المللی اجزای دی .ان .ای با روش بیوشیمیایی مستقیم روشن کرد که حداقل 80 درصد از دی .ان .ایِ ژنومی انسان دارای فعالیت های بیوشیمیایی هستند. هرچند رسیدن به این نتیجه با توجه به دهه ها تحقیقات و کشف بسیاری از مناطقی که بی رمز اما عملگر هستند، غیره منتظره نیست، اما با این وجود بعضی از دانشمندان از تلفیق کردن فعالیت های بیوشیمیایی با عملکرد بیولوژیکی، انتقاد کردند.

تخمین ها می گویند که نسبت ژنوم عملگر بیولوژیک به کل ژنوم در انسان، بر اساس ژنومیک مقایسه ای بین هشت تا 15 درصد متغیر است. با این حال، بعضی دیگر به طور متقابل با تکیه صِرف بر برآورد بر پایه ژنومیک مقایسه ای، با توجه به دامنه محدود آن، مخالف هستند، چرا که با آنالیز زیست شناسی رشدی فرگشتی، نقش دی .ان .ای بی رمز در وراژن شناسی(اپی ژنتیک) ، شبکه های پیچیده شبکه تنظیم نماینده ژن و فعل و انفعالات ژنتیکی یافت شده است.

یافته های این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است.