علت انتقال بیشتر جهش‌های ژنتیکی از پدران مسن به فرزندان

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، به نقل از تی ای، پیری یک فرآیند بیولوژیکی پیچیده است که با بیان ژن و تغییرات جهشی همراه است. در بسیاری از گونه‌ها از جمله انسان‌ها، پدران مسن‌تر جهش‌های نوپدیدی «de novo» را به فرزند خود منتقل می‌کنند. با این حال، اساس سلولی و انواع سلولی که این الگو را هدایت می‌کنند تاکنون نامشخص بوده است.
دانشمندان دانشگاه راکفلر جهش‌هایی را که در مدت تولید اسپرم از سلول‌های زایا به نام اسپرماتوژنز (Spermatogenesis) رخ می‌دهد را مطالعه کردند. آن‌ها دریافتند که مگس‌های میوه جوان و پیر دارای جهش‌هایی در بیضه‌های خود هستند، اما مگس‌های مسن‌تر به طور کلی جهش‌های بیشتری دارند. علاوه بر این، به نظر می‌رسد بسیاری از این جهش‌ها توسط سیستم‌های ترمیم ژنومی بدن در طی اسپرماتوژنز در مگس‌های میوه جوان‌تر حذف می‌شوند، اما در بیضه‌های مگس‌های مسن‌تر این اتفاق رخ نمی دهد.
اسپرماتوژنز (Spermatogenesis) یا زامه‌زایی روندی است که طی آن اسپرماتوگونیا به اسپرماتوزوآی بالغ (اسپرم) تبدیل می‌شود. انجام صحیح این روند برای باروری مردان بسیار ضروری است.
«ایوان ویت» محقق اصلی مطالعه گفت: ما در تلاش بودیم تا آزمایش کنیم که آیا خط مولد قدیمی‌تر در ترمیم جهش کارآمدتر است یا اینکه خط مولد (germline) قدیمی‌تر شروع به جهش بیشتری می‌کند. نتایج ما نشان می‌دهد که هر دو مورد رخ می‌دهد. در هر مرحله اسپرماتوژنز، جهش‌های بیشتری در هر مولکول آر ان‌ای در مگس‌های مسن‌تر و جوان‌تر رخ می‌دهد.
دانشمندان آزمایشگاه ژنتیک تکاملی و ژنومیک این دانشگاه برای ادامه خط تحقیقاتی که در سال ۲۰۱۹ آغاز کردند، از روش توالی‌یابی تک سلولی آر آن‌ای بیضه‌های حدود ۳۰۰ مگس میوه استفاده کردند که تقریباً نیمی از آن‌ها جوان (۴۸ ساعته) و نیمی از آن‌ها مسن (۲۵ روزه) بودند. آن‌ها سپس ژنوم هر مگس را تجزیه و تحلیل کردند تا مشخص کنند آیا جهش‌هایی که کشف کردند، جسمی هستند یا از والدین مگس‌ها به ارث رسیده‌اند یا نو پدید یا de novo هستند. آن‌ها توانستند اثبات کنند که هر جهش یک منشا واقعی و صحیح خاصی دارد.
ویت گفت: ما می‌توانیم مستقیماً بگوییم که این جهش در دی آن‌ای هر مگس در سلول‌های سوماتیک آن وجود نداشت. ما می‌دانیم که این یک جهش نو پدید است.
این رویکرد غیر متعارف یعنی استنباط جهش‌های ژنومی از توالی‌یابی ار آن‌ای تک سلولی و سپس مقایسه آن‌ها با داده‌های ژنومی به ما امکان داد جهش‌ها را با نوع سلولی که در آن رخ داده است مطابقت دهیم. این یک راه خوب برای مقایسه بار جهش بین انواع سلول است، زیرا توسط آن می‌توانید آن‌ها را در طول اسپرماتوژنر دنبال و بررسی کنید.
دانشمندان در حال برنامه‌ریزی برای گسترش این تحقیق به گروه‌های سنی بیشتری از مگس‌ها هستند تا آزمایش کنند که آیا این سازوکار ترمیم رونویسی می‌تواند در آن‌ها نیز رخ دهد یا خیر و اگر رخ داد، مسیر‌ها را چگونه می‌توانند شناسایی کنند.