بحث جديد: بعد الإصابة، المناعة تورث من الآباء لابناءهم.

 

ينقل الآباء جيناتهم إلى أطفالهم. لكن يمكنهم نقل أشياء أخرى أيضًا باستخدام العلامات اللاجينية epigenetic marks، وهي علامات كيميائية تعدل الجينوم ولكنها لا تغير تسلسله. وقد ثبت أن العلامات اللاجينية قابلة للتوريث.  

أظهر بحث جديد أن المناعة يمكن أيضًا أن تنتقل إلى الأبناء من خلال التغيرات اللاجينية. وفقا لتقرير في Nature Immunology، استخدم العلماء نموذجا للفأر لإظهار أنه عندما تعافى آباء الفئران من عدوى فطرية أو تعرضوا لمركبات فطرية، فإن نسلهم يتمتعون باستجابة مناعية أفضل ضد الالتهابات الفطرية لعدة أجيال، مقارنة بآباء الفئران الذين لم يكونوا كذلك.

يمكن أن تتضمن التغييرات اللاجينية علامات كيميائية تضاف إلى الحمض النووي، والتي قد تعدل بنية الجينوم. يمكن أن يكون للبنية الفيزيائية للحمض النووي في الخلية، والتي توجد عادةً في شكل منظم و مضغوط، تأثير كبير على نشاط الجين لأن الآلية الخلوية يجب أن تكون قادرة على الوصول إلى الجين حتى يتم التعبير عنه.

في هذا العمل، أصيب ذكور الفئران بالفطريات الممرضة المعروفة باسم المبيضات Candida albicans، وبعد الشفاء، تم تزاوج هذه الفئران مع إناث سليمة. ثم تعرض نسلهم ونسل الفئران السليمة و غير المصابة لبكتيريا الاشريكية القولونية Escherichia coli المسببة للأمراض.

كشفت الدراسة التي قادها البروفسور ميهاي جي نيتيا من مركز رادبود للأمراض المعدية أن نسل الفئران الذكور التي تعرضت سابقا لفطر الكانديدا كانت محمية بشكل أفضل من عدوى الإشريكية القولونية من ذرية الفئران الذكور غير المصابة. الجيل التالي من الفئران بعد ذلك قد تحسن أيضا من الحماية.

 قام العلماء بفحص خلايا مناعية مختلفة، ووجدوا اختلافات قليلة جدا. ولكن في نسل الذكور الذين أصيبوا بالعدوى، كانت هناك زيادة في التعبير عن الجينات المرتبطة بالالتهاب، ونشاط مركب MHC من الفئة الثانية. هذا المركب يمكن أن يحفز نشاط الجهاز المناعي. بالإضافة إلى ذلك، وجد أيضا أن نشاط الجينات المتورطة في الالتهاب يتم تنظيمه في نسل الفئران الذكور المصابة بالمبيضات.

 يسهل الوصول إلى الجينات المرتبطة بالالتهاب في أسلاف الخلايا الأحادية مقارنةً بنسل الآباء غير المصابين. اقترح المؤلف المشارك في الدراسة الدكتور أندرياس شليتسر من معهد LIMES بجامعة بون: "هذا يدل على أن سلائف الخلايا الأحادية يتم إعادة توصيلها لا جينيا إذا كان الآباء قد أصيبوا سابقا بعدوى المبيضات البيضاء".

 قال ايضا المؤلف المشارك للدراسة الأستاذ الدكتور يورن والتر من جامعة سارلاند: "كان هناك تحول في الواسمات الجينية واضحا هنا".

ستكون هناك حاجة إلى مزيد من العمل لتأكيد هذه النتائج لدى البشر، لكنه يظهر أن التغيرات السريعة يمكن أن تحدث في الكائنات الحية بسبب المحفزات البيئية غير المتوقعة ، مثل العدوى، والتي يمكن أن تؤثر على الاجيال اللاحقة.

المصادر:

- جامعة بون - المانيا

- مجلة Nature Immunology 

شكرا لكم

إعادة خياطة الحمض النووي: مستقبل تحرير الجينوم

 إعادة خياطة الحمض النووي: مستقبل تحرير الجينوم

من فلم الخيال العلمي "Jurassic Park" إلى واقع الأطعمة المعدلة وراثيا، فإن فكرة تخصيص النباتات والحيوانات وحتى الجينوم البشري قد أبهرتنا لعقود. هذا الهوس ليس مفاجئا بالنظر إلى التأثير الملحوظ للهندسة الوراثية على حياتنا ، والوعد الذي تحمله لمستقبلنا. "الأرز الذهبي" المحسن، الذي يوفر جرعتك اليومية من فيتامين أ، ونباتات الحور المعدلة التي تساعد على تقليل التلوث، والأنسولين البشري المهندس لمرضى السكري، هي بعض الطرق التي أدت بها الهندسة الوراثية إلى تحسين نوعية حياة الإنسان.

 ولكن، كما تتخيل، فإن تعديل جينات الكائن الحي ليس بالأمر السهل. الأمر ليس بهذه البساطة مثل إزالة الأجزاء التي لا تعجبك باستخدام الممحاة. إنه ينطوي على إجراء تغييرات على المستوى الجزيئي معقدة وصعبة.

 تاريخيا، كانت هذه هي مشكلة الهندسة الوراثية؛ فهي مملة وتستغرق وقتا طويلاً وليست فعالة للغاية. يمثل "تحرير الجينوم Genome editing" فرعا جديدا من الهندسة الوراثية يحاول تصحيح هذه المشكلات. إنها أبسط بكثير وأكثر كفاءة بكثير من الطرق التقليدية للهندسة الوراثية.

خياطي الجينوم:

يستخدم تحرير الجينوم "انزيمات النيوكليازيز nucleases"، وهي بروتينات تعمل مثل المقص الجزيئي ولديها القدرة على قطع الحمض النووي في مواقع محددة.  يحتوي كل إنزيم نيوكليز على تسلسل فريد من الحمض النووي يتعرف عليه ويقطعه. يسمح هذا للعلماء بتكييف المادة الجينية عن طريق إضافة أو إزالة أو استبدال أجزاء من الجينوم. باستخدام هذه التقنية، يمكن للمرء إزالة الأجزاء السيئة وغير الصحية من الجينوم وإضافة نسخ أفضل وصحية من الحمض النووي، مما أحدث ثورة في الطريقة التي نعالج بها الأمراض لدى البشر.

 سعى العلماء لتطوير أساليب آمنة وموثوقة لتحرير الجينوم لمساعدة البحث العلمي ، وكذلك الطب. منذ عام ٢٠٠٤ و الى الان سعى العلماء لتطوير عملية تحرير الجينوم، كان من اشهرها عندنا طور باحثون في جامعة ستانفورد وجامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومؤسسات علمية رائدة أخرى في جميع أنحاء العالم طريقة تحرير الجينوم المسماه CRISPR-Cas.

 الاساسيات:

CRISPR اختصارا ل : Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats، و التي تعني التكرارات المتناظرة القصيرة المنتظمة المتباعدة بشكل منتظم. تستخدم التقنية بروتين نيوكلييز يسمى Cas9.

 

ما الذي يميز نيوكلييز Cas9؟ 

إنه أذكى من النيوكليازات أخرى! تعتمد منطقة الحمض النووي التي يرتبط بها Cas9 على جزيء آخر يسمى الدليل  The Guide RNA. فكر في الموضع على الجينوم الذي يحتاج Cas9 إلى الوصول إليه كعنوان، والذي يتم تمثيله بواسطة تسلسل DNA. يحتوي دليل RNA على عنوان DNA هذا مبرمجا فيه ويعمل كجهاز GPS لتوجيه Cas9 إلى هذا الموقع على الحمض النووي.  

ما هي ميزة هذه الخاصية المميزة لـ Cas9؟  

يسمح للعلماء باختيار المكان الذي يستهدفه Cas9 على الحمض النووي. من خلال تغيير عنوان الحمض النووي على دليل الحمض النووي الريبي ، يمكننا الآن توجيه Cas9 إلى أي موقع مرغوب فيه على الجينوم.

لنفترض أننا نحاول علاج مرض نعلم أنه سببه جين معيب.  يمكننا على وجه التحديد استهداف Cas9 الخاص بنا باستخدام دليل RNA المناسب للجين المعيب على الحمض النووي حيث يمكن تصنيعه إما لإيقاف عمل الجين أو استبدال الجين بنسخة صحية.  هذا ممكن لأنه بمجرد وصوله إلى الموقع المستهدف المطلوب، يقسم بروتين Cas9 الحمض النووي على كلا الخيطين. على الفور، تجند الخلية آلية الإصلاح الخاصة بها لتصل الحمض النووي المقسوم معا مرة أخرى.

 ومع ذلك، قبل إجراء الإصلاح، يمكن بعد ذلك معالجة النظام لإزالة عدد قليل من النيوكليوتيدات في ذلك الموقع، مما قد يؤدي إلى فقدان قدرة الجين على العمل. أو يمكن للنظام إدخال او استبدال تسلسل الحمض النووي في الجين. في كلتا الحالتين، ستكون النتيجة النهائية هي كائن حي معدّل وراثيا، ونأمل أن يكون المريض قد شُفي.

تطور سريع و تطبيقات كثيرة:

ان نظام كريسبر يعد بأشياء عظيمة لمستقبل العلاج الجيني القائم على الخلايا الجذعية والطب التجديدي. بعد اكتشاف CRISPR-Cas كان هنالك تسارع لتطبيق التقنيه و ظهر العديد من الابحاث و بعض الدلائل على نجاحها. كان من اشهرها، تحاول شركة في ماساتشوستس تدعى Editas Medicine تكييف هذه التكنولوجيا لاستخدامها في بيئة سريرية لعلاج الأمراض البشرية. بدأ العلماء منذ نشر اولى ابحاث تقنية كريسبر في العمل على تحقيق ذلك من خلال إجراء تجارب التحرير هذه في مزارع الخلايا البشرية و كانت تعطي نتلئج بنجاح كبير.

 ايضا، تمكنت مجموعات أبحاث كوان وروسي في جامعة هارفارد من تعديل خلايا الدم الجذعية البشرية بطريقة لا يمكن أن تصاب بعد الآن بفيروس نقص المناعة البشرية. يأمل العلماء المشاركون في هذا البحث أن يتم استخدام هذه الخلايا المهندسة يوما ما لعلاج مرضى فيروس نقص المناعة البشرية. بينما لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لتحقيق هذا الحلم، فإن المستقبل الذي يتم فيه تحرير جينوم المريض مباشرة لإزالة الجين المسبب للمرض أو علاج المرضى بالخلايا الجذعية المعدلة ليس بعيدا. كانت هناك أيضا العديد من الفوائد المباشرة لتقنية CRISPR-Cas. وقد زود العلماء بأداة سهلة لصنع كائنات معدلة وراثيا.

مخاوف مستقبلية:

 ولكن، مع التكنولوجيا التي تتطور بسرعة كبيرة ، يجب توخي الحذر وضبط النفس مع الاستخدام. كلما زادت سهولة الاستخدام، زاد الخوف وإمكانية إساءة الاستخدام.  كما هو الحال مع أي تقنية هندسة وراثية ، أثار كريسبر-كاس العديد من المخاوف الأخلاقية في كل من المجتمع العلمي وكذلك عامة الناس. يتمثل الشاغل الأكبر في أن ما يبدأ بتحرير الجينوم البشري لعلاج الأمراض يمكن أن يتحول بسرعة إلى التحرير من أجل الراحة أو المتعة.

 أحد الاهتمامات الخاصة بين العلماء هو التعديلات التي يتم إجراؤها على خلايا السلالة الجرثومية البشرية - أي الحيوانات المنوية أو البويضة.  هذه تغيرات جينية ستنتقل فعليا عبر الأجيال ويخشى العلماء من احتمال حدوث آثار جانبية غير متوقعة لذلك. بالإضافة إلى ذلك، هناك مخاوف أخلاقية للأشخاص الذين يسيئون استخدام هذه التكنولوجيا لتعديل الجينوم عمدا لجعل "الأطفال المصممين" بخصائص محسنة. هذه بعض المخاوف الحقيقية التي تجعل العلماء يتوقفون ويوازنون بين إيجابيات وسلبيات استخدام هذه التكنولوجيا.

 على الرغم من هذه الخلافات، لا يمكن لأحد أن ينكر أن تقنية كريسبر-كاس تبشر بالخير أكثر من أي تقنية سابقة لتحرير الجينوم بنجاح. على الرغم من أنه قد لا يكون لدينا بعد سلالة من الأطفال الخارقين أو الديناصورات التي نشأت من الموت، يبدو أن تحرير الجينوم يحول الخيال العلمي ببطء إلى حقيقة.

تحياتي

Adenine

حساسية القمح او الغلوتين

 ‏حساسية القمح 🌾 او الحساسية للجلوتين او مرض الاضطرابات الهضمية celiac disease.

مرض تحسسي يصيب جهاز المناعة اي تنتج اجسام مضاده لمحاربة بروتينات القمح و النباتات الاخرى المحتوية على الجلوتين. 

يقوم جدار المعدة بالتفاعل مع الاجسام المضادة مما يعكس اعراض تحسسيه ع الشخص المصاب. مثل : البثور وتقرحات الجلد و بطانة الفم، فقر الدم. آلام في البطن ، انتفاخ ، تقلصات ، غازات ، إسهال ، أو إمساك مزمن.

من الملاحظ ايضا أنه لدى المرضى حركات أمعاء غير مريحة مع براز كريهة الرائحة. أيضا هنالك ضعف في النمو، حتى أنهم سيفقدون الوزن بغض النظر عما يأكلونه. تعب بشكل غير عادي.

الوراثة:

الحساسية من الجلوتين، مرض جيني و من امراض المناعة الذاتية. و بما انه مرض جيني فانه يورث و ينتقل بيت افراد العائلة عبر الاجيال.

الأبحاث المنشورة تشير الى أن ما يقرب من 30% من السكان لديهم متغيرات في جينات حساسية الغلوتين HLA-DQA1 و HLA-DQB ، ومع ذلك فإن 3 ٪ فقط من هؤلاء الأفراد يصابون بمرض الاضطرابات الهضمية، مع الاشارة الى ان المرض ينتشر عند الإناث منه في الرجال بمقدار الضعف.

 و يمكن أن يحدث المرض في أي وقت، من الطفولة المبكرة  الى كبار السن (التشخيص يشير الى ان الذروة تكون عند سن 40 عاما)، و هذا قد يشير إلى تأثير لاجيني epigenetic effect.

أسباب مرض حساسية الغلوتين:

يزداد خطر الإصابة بمرض حساسية الغلوتين من خلال متغيرات معينة من جينات HLA-DQA1 و HLA-DQB1.  توفر هذه الجينات تعليمات لصنع البروتينات التي تلعب دورا مهما في جهاز المناعة.  تنتمي جينات HLA-DQA1 و HLA-DQB1 إلى عائلة من الجينات تسمى معقد مستضد الكريات البيض البشرية (HLA).  يساعد مركب HLA الجهاز المناعي على تمييز بروتينات الجسم عن البروتينات التي تصنعها الاجسام الغريبة مثل الفيروسات والبكتيريا.

 ترتبط البروتينات المنتجة من جينات HLA-DQA1 و HLA-DQB1 ببعضها البعض لتشكيل مركب بروتين وظيفي يسمى مغاير DQαβ مغاير للمستضد. يرتبط هذا المركب ، الموجود على سطح بعض خلايا الجهاز المناعي، بشظايا البروتين (الببتيدات) خارج الخلية. إذا تعرّف الجهاز المناعي على الببتيدات على أنها غريبة (مثل الببتيدات الفيروسية أو البكتيرية) ، فإنه يؤدي إلى استجابة لمهاجمة الفيروسات أو البكتيريا الغازية.

 يرتبط المرض باستجابة مناعية غير مناسبة لجزء من بروتين الغلوتين يسمى "جليادين". يؤدي هذا التنشيط غير الملائم لجهاز المناعة إلى حدوث التهاب يؤدي إلى تلف أعضاء وأنسجة الجسم ويؤدي إلى ظهور علامات وأعراض المرض.

 جميع الأشخاص المصابين بالمرض تقريبا لديهم متغيرات محددة من جينات HLA-DQA1 و HLA-DQB1 ، والتي يبدو أنها تزيد من خطر حدوث استجابة مناعية غير مناسبة للغليادين.  ومع ذلك ، توجد هذه المتغيرات أيضًا في 30% من السكان ، و 3% فقط من الأفراد الذين لديهم متغيرات جينية يصابون بالمرض.

 يبدو من المحتمل أن هنالك عوامل اخرى، مثل العوامل البيئية والتغيرات في الجينات الأخرى ، تؤثر أيضا على تطور هذا الاضطراب المعقد.

 التشخيص

 تشمل الاختبارات أو أدوات التشخيص ما يلي:

▪︎اختبار الجلد.

 يتم وخز قطرات صغيرة من مستخلصات مسببات الحساسية على الجلد، بما في ذلك مستخلص من بروتينات القمح. يتم وضعها إما على الساعد أو أعلى الظهر. بعد 15 دقيقة ، يبحث الطبيب عن علامات الحساسية.

 إذا كنت تعاني من نتوء أحمر مثير للحكة حيث يتم وخز مستخلص بروتين القمح على جلدك ، فقد يكون لديك حساسية من القمح. التأثير الجانبي الأكثر شيوعا لاختبارات الجلد هذه هو الحكة والاحمرار.

▪︎فحص الدم.

 إذا كانت هناك حالة جلدية أو تفاعلات محتملة مع أدوية معينة تمنع من إجراء اختبار الجلد، فقد يطلب الطبيب إجراء فحص دم للكشف عن الأجسام المضادة المحددة المسببة للحساسية لمسببات الحساسية الشائعة، بما في ذلك بروتينات القمح.

 ▪︎الطعام اليومي.

 قد يطلب منك الطبيب الاحتفاظ بسجل مفصل لما تأكله ومتى تأكل ومتى تتطور الأعراض لبعض الوقت.

 ▪︎حمية الاستبعاد.

 قد يوصي الطبيب بإزالة بعض الأطعمة من نظامك الغذائي، وخاصة تلك التي تعتبر مسببات الحساسية الشائعة.  تحت إشراف الطبيب، ستضيف الأطعمة تدريجيا وتلاحظ متى تعود الأعراض.

▪︎اختبار تحدي الغذاء.

 أنت تأكل طعاما يشتبه في أنه عامل مسبب للحساسية أثناء مراقبتك لأعراض الحساسية. تحت إشراف الطبيب، تبدأ بكمية صغيرة من الطعام وتزيد تدريجياً من الكمية التي تستهلكها.

علاج حساسية الغلوتين "القمح":

💢 يعتبر تجنب بروتينات القمح أفضل علاج لحساسية القمح. نظرا لظهور بروتينات القمح في العديد من الأطعمة الجاهزة، لذا يجب قراءة ملصقات المنتجات بعناية.

 💢 الادوية 💊

 قد تقلل مضادات الهيستامين من علامات وأعراض حساسية القمح الطفيفة.  يمكن تناول هذه الأدوية بعد التعرض للقمح للسيطرة على رد فعلك والمساعدة في تخفيف الانزعاج. 

💢 العلاجات المستقبلية المحتملة 👨‍🔬

 يعمل العلماء على عدة أنواع من العلاج المناعي لعلاج الحساسية الغذائية. يعرِض العلاج المناعي المريض لكميات صغيرة من مادة الحساسية، ثم يزيد هذا التعرض بمرور الوقت. الأمل هو أن يصبح الجسم غير حساس لمسببات الحساسية، وستكون الأعراض أقل أو لا تظهر على الإطلاق.

 تم إجراء العديد من التجارب السريرية الصغيرة على شكل فموي من العلاج المناعي لحساسية القمح والذي أظهر أعراضا أقل للحساسية. ومع ذلك، هناك حاجة إلى مزيد من البحث.

GYNANDROMORPHS الكائنات ثنائية الجنس و الكايميرا

 GYNANDROMORPHS

 تعني "ثنائي المظهر - نصف ذكر و نصف أنثى".

 💢GYNO - "أنثى"

      ANDRO - "ذكر"

      Morph - "المظهر الجسدي"

 💢 و هو انحراف وراثي يتسبب في أن يكون للكائن أجزاء من الذكور (الأندرو) والأنثى (جينو).

 💢 في بعض الأحيان ، تظهر الحيوانات متجانسة الشكل والتي تبدو وكأنها منقسمة إلى جنسين منفصلين أسفل المنتصف.

💢 أضاف العلماء السرطانات وديدان الحرير والفراشات والنحل والأفاعي وأنواع مختلفة من الطيور إلى قائمة الحيوانات التي يمكن أن تتطور إلى جيناندرومورفز ثنائية الأطراف.

💢لم يتم اكتشاف جيناندرومورفيزم في البشر.  ومع ذلك ، يتم التعبير عنه في عدد من المخلوقات الأخرى.  يعتقد بعض العلماء أن الجيناندرومورف هي مخلوقات خرافية.  

💢 في الحشرات ، قد يكون سبب هذه الحالة بسبب دخول اثنين من الحيوانات المنوية إلى بويضة واحدة. يُعتقد أن جيناندرومورفي يحدث عندما تتطور خلايا البويضة الأنثوية مع نواتين - بحيث تحتوي نواة واحدة على كروموسوم Z واحد والأخرى تحتوي على حرف W.  يندمج الكروموسوم مع البيض ، تتطور البيضة مع كروموسومات ZZ (ذكر) و ZW (أنثى).

💢 يتم تحديد الجنس البيولوجي من خلال مزيج من الكروموسومات الجنسية.  في البشر ، يكون لدى الرجال كروموسوم X و Y ، بينما تمتلك النساء اثنين من الكروموسومات X.  لكنها تعمل بشكل مختلف في الأنواع الأخرى.  في الدجاج ، على سبيل المثال ، يكون للذكور اثنين من الكروموسومات Z ، بينما تمتلك الدجاجات Z و W.

 💢 يتم استخدام الحرفين Z و W لتمييز هذا النظام عن نظام تحديد الجنس XY.  الذكور هم الجنس المتماثل (ZZ) ، بينما الإناث هي الجنس غير المتماثل (ZW).  يعتبر كروموسوم Z أكبر ويحتوي على جينات أكثر ، مثل كروموسوم X في نظام XY.

 💢 جيناندرومورف لا يمكن أن تتكاثر كما يقول علماء الأحياء أن الجيناندرومورفز فشلت في وضع البيض ، على الأرجح بسبب عدم انتظام في أجهزتها التناسلية.

 على عكس الخنثى ، الذين غالبا ما يبدأ مزج الجنسين وينتهي عند الأعضاء التناسلية ، تنقسم حيوانات الجيناندرومورفز عبر أجسامها بالكامل: ذكر من جهة

 و أنثى من جهة أخرى.

 بالنسبة للثدييات مثلنا ، يبدو أن الهرمونات الجنسية التي تتدفق عبر دمائنا هي الأكثر أهمية في تحديد الجنس.

 💢 الكايميرا CHIMERAS ، 

شيء مختلف. دعونا نعرف قليلا عن ذلك.

 💦 الكايميرا هي حيوانات أو بشر تحتوي على خلايا لشخصين أو أكثر.  تحتوي أجسادهم على مجموعتين مختلفتين من الحمض النووي.

 يمكن أن تؤثر الكيمرية أيضا على الحيوانات غير البشرية.  غالبا ما يتسبب في نوعين متميزين من الألوان على نصفي مختلف من نفس الحيوان ، مثل عينان مختلفتان اللون و.  بقع ملونة مختلفة على الجلد.

💥 أسباب الكيميرية:

 ✨ اسباب اصطناعية

 يمكن أن يحدث نوع مشابه من الكيميرية عندما يتلقى الشخص عملية نقل دم أو زرع خلايا جذعية أو زرع نخاع عظم من شخص آخر ويمتص بعض خلايا ذلك الشخص.  وهذا ما يسمى الكيميرية الاصطناعية.

كان الكيمر الاصطناعي أكثر شيوعا في الماضي.  اليوم ، يتم علاج الدم المنقول عادة بالإشعاع.  هذا يساعد متلقي نقل الدم أو الزرع على امتصاص الخلايا الجديدة بشكل أفضل دون دمجها بشكل دائم في أجسامهم.

 ✨ تواءم الكيميريا

 يمكن أن يحدث شكل أكثر تطرفا من الكيمرية عندما يُحمل زوج من التوائم غير المتطابقة ويموت جنين واحد في الرحم.  قد يمتص الجنين الباقي بعض خلايا توأمه المتوفى.  هذا يعطي الجنين الباقي مجموعتين من الخلايا: خليته ، وبعض خلايا التوأم.

ورقة بحثية - اعادة تطويل التيلومير

‏ورقة علمية واعدة نُشرت في مجلة الخلية الجذعية Stem Cell لعلماء نجحوا في إعادة طول التيلومير Telomeres في المختبر إلى مستوياته الطبيعية.هذه النتائج سوف تعزّز من الأبحاث المتخصصة في شيخوخة الإنسان،وإطالة عمره من خلال تنظيم الانقسامات الخلوية في جسدة.

بقلم: ماجد العنزي 🔬 ، العلوم بالعربية  (@iSciencesi): https://twitter.com/iSciencesi?s=09

ملخص: يُحافظ طول "التيلومير" على استقرار الانقسام الحيوي بأجسادنا. ولذلك، تسعى هذه الورقة إلى اكتشاف طريقة لزيادة العمر الافتراضي له عن طريق فهم العمليات البيولوجية للجينات المتعلقة به، والحفاظ على استقرارها ما أمكن عن طريق أدوية تثبّط انزيم PAPD5.

‏الفائدة المرجوّة: الحفاظ على طول "التيلومير" مرتبط بطول عمر الخلايا. لو طبقّنا مثل هذه التقنيات الحيوية في المستقبل القريب أو البعيد على البشر، قد نتمكّن من الحصول على أكسير الحياة المذكور في الأساطير المصرية القديمة، هُم بحثوا عن الخلود، والعلم يبحث عن عمر إضافي فقط!

                                  ،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،،

‏حاول الإنسان عبر التاريخ أن يبحث عن الخلود في هذه الأرض، والفرار من الموت. لكنها لم تُجدِ نفعًا معه، فهو النهاية الحتمية لكل كائن حي، و جُلَّ ما نستطيع فعله هو تأجيل هذه اللحظة بالحفاظ على صحة جيدة، والابتعاد عن الأمور التي ثَبت تورطها بالأمراض المميتة. ‏ومن أبرز المحاولات التي قام بها البشر في القرون المنصرمة هو نقل دماء الأطفال والشباب إلى كبار السن، لكنها لم ترتقِ لعلاج الأمراض المستعصية، مما أدّى إلى موتهم في نهاية المطاف. ورغم ذلك، فإن الأبحاث المهتمة بإبطاء الشيخوخة لازالت قائمة حتى الآن. ربما ثمة ضوء في نهاية النفق!

معظم الأبحاث الحديثة تركّز على الأجزاء التي تتواجد في نهايات الصبغيات Chromosome الخاصة بنا وتُدعى التيلوميرات Telomeres. وهي تدرس طول هذه الأجزاء بجديّة؛ كلما كانت أطول، كلما كانت عمليات الانقسام الخلوي أقرب للنجاح، مما يعني أن عمرك الافتراضي أطول من أقرانك في الغالب.

‏لسوء الحظ، ينقص طول "التيلومير" بشكل طبيعي كلما تقدمنا بالعمر، وهذا ما يؤثر على تنظيم عمل الكروموسومات حتى تُدمج ببعضها البعض في وقتٍ ما. حينها، لن يتمكّن الحمض النووي من إصلاح نفسه، وبالتالي وصولنا إلى الشيخوخة الخلوية سريعًا. ‏أستطيع القول أن الانقسام المستمر للخلايا في أجسادنا يقود إلى تلك الشيخوخة، يبدو الأمر وكأن "التيلومير" هو المؤشر الحيوي لعمر الخلية، ودائمًا ما نرى "تيلوميرات" الشباب أطول ممّن يكبرهم سنًا. مما يعني أن فُرص تخمين عمر الخلية التقريبي من طوله أمر معقول وممكن.

‏وعلى ضوء ماسبق، فإن النقص المستمر لطول "التيلومير"، وفي نقطةٍ ما، لن يُمكّن الخلية من الانقسام بشكل طبيعي، أي موتها المحتّم، وهذه هي المشكلة التي يحاول المتخصصون أن يجدوا حلًا لها؛ ماذا لو تمكّنا من إبطاء هذه العملية الحيوية عن طريق الحفاظ على طول هذا "التيلومير" السحري؟

‏هنا لمعت الفكرة، وبدأ الباحثين في التمعّن بها. نظريًا، هذا مدخل ممتاز لإطالة عمر الإنسان، وكذلك منع إصابته بالأمراض السرطانية لأن الخلية ستتمتّع بشبابها لأطول فترة ممكنة. وهذا ما قد يُضيف حتى 30 سنة إضافية إلى عمره، وربما أكثر. من يدري؟ 

قام الباحثون، وفقًا للدراسة الحديثة، بإجراء تجربتين: الأولى تتعلّق باختبار مواد كيميائية معروفة على خلايا جذعية لمرضى اضطراب التقرّن الخلقي Dyskeratosis congenita ، وكذلك اختبارها على خلايا جذعية أخرى وحقنها في الفئران، ودراسة تأثيرها على طول "التيلومير" في تلك الخلايا. 

‏لذلك، تمَّ فحص أكثر من 100 ألف مركّب كيميائي في المختبر للعثور على مادة علاجية قادرة على أن تُحافظ على الوظائف الحيوية لجين يُدعى PARN ، فهو لاعب مهم في آلية عمل انزيم التيلوميراز Telomerase ، المتهّم الأول في اضطراب التقرّن الخلقي DKC السابق ذكره.

‏ماهو اضطراب التقرّن الخلقي DKC ؟ هو مرض وراثي نادر جدًا، يُصيب شخص واحد من كل 1000000 شخص حول العالم تقريبًا. تُصاب خلايا المريض بالشيخوخة المبكرة بسبب حدوث عطب جيني (تطفّر) يعطّل عمل انزيم "التيلوميراز" وأشياء أخرى، وهذا ماسيؤدي إلى فشل نخاع العظم. 

‏وجد العلماء أن استهداف إنزيم "التيلوميراز" قد يساعد على ابتكار وسيلة لإبطاء أو عكس آثار الشيخوخة المبكرة. هنالك علاقة مباشرة بين إنزيم "التيلوميراز" وطول "التيلومير"، كلما كان عمل الأول منظمًا، استقَّر الثاني حيويًا. هما مرتبطان ببعضهما البعض بطريقةٍ أو بأخرى.

 ‏لنعود إلى جين PARN الذي يُحافظ على استقرار انزيم "التيلوميراز"، أظهرت النتائج أنه يَضبط إحدى مكونات التيلوميراز ويُدعى TERC ، ويقوم بالحفاظ على وظيفته المهمة بالخلية. حدوث طفرة على هذا المكّون يتسبّب بقصر "التيلومير"، هذا الدليل المباشر سيساهم في فهم أسباب هذا الخلل الحيوي. ‏

قاد البحث المستمر إلى اكتشاف مادة مثبطّة لإنزيم PAPD5 ، وهي العامود الفقري لهذه الورقة العلمية، وتبيّن أن لهذا الإنزيم أثرًا سلبيًا في انحلال جين PARR وكذلك عدم استقرار TERC . تمَّ اختبار هذه الفرضيات على خلايا جذعية لمرضى التقرّن الخلقي. ‏أظهرت النتائج أن المادة العلاجية المكتشفة ساهمت في دعم مستويات TERC بالخلايا الجذعية المستهدفة، وهذا ماأعاد "التيلومير" إلى طوله الطبيعي في المختبر. وهذا يعني أن مثبّط انزيم PAPD5 يعمل بالكفاءة المطلوبة لعودة استقرار الخلية من جديد. 

‏وللتأكيد على النتائج السابقة، أراد الباحثون أن يدرسوا تأثير مثبط PAPD5 على تعبير TERT و TERC سويًا (أجزاء في انزيم التيلوميراز). استخدم العلماء خلايا جذعية، وحقنوها في الفئران، وقاموا بإحداث طفرات في جين PARN لمُحاكاة مايحدث في مرضى اضطراب التقرّن الخلقي، وعلاجه بالمثبط المذكور. 

‏النتائج: ساعد مثبط PAPD5 في تعزيز أجزاء "التيلوميراز" بشكل واضح. وتمكَّن "التيلومير" من استعادة طوله الطبيعي دون أن تتعرّض الفئران إلى آثار دوائية خطيرة. مذهل جدًا، وخطوة مميزة لمشروع تجديد خلايا البشر بين الحين والآخر على طريقة أفلام الخيال العلمي. ربما! 

 يعمل الفريق البحثي حاليًا على انتاج أدوية لمرضى اضطراب التقرّن الخلقي DKC، المسبّب للشيخوخة المبكرة، وكذلك مرضى التليف الرئوي Pulmonary Fibrosis ، نجاحهم سيعكس أهمية هذا الدواء في الحفاظ على الانقسامات الحيوية لديهم، ورفع العمر الافتراضي "للتيلومير". 

رابط المقالة الاصلية: 

Small-Molecule PAPD5 Inhibitors Restore Telomerase Activity in Patient Stem Cells

www.sciencedirect.com

أصل الخلايا السرطانية و عملية الانبثاث metastasis

أصل الخلايا السرطانية:

 تؤدي سلسلة من الطفرات في الخلية إلى تكاثرها بشكل اكبر من الخلايا المجاورة.  مع نمو كتلة الخلايا المنقسمة بمرور الوقت ، و مع زيادة معدل الطفرات تعاني الخلايا من تضخم بسبب زيادة إنتاج الخلايا في الأنسجة أو الأعضاء الطبيعية و تتحول إلى سرطان (carcinoma). 

 يحدث انتشار الخلايا السرطانية إلى الأنسجة والأعضاء الأخرى (الانبثاث او الارتحال metastasis) عندما ينهار التصاق هذه الخلايا السرطانية ، وتكون قادرة على الانتقال بسهولة إلى مواقع جديدة.

تتراكم الطفرات الجينية بمرور الوقت نتيجة لأحداث مستقلة.  وبالتالي ، فإن مسار السرطان ينطوي على خطوات متعددة.  في الواقع ، يرى العديد من العلماء أن تطور السرطان هو عملية تطورية صغرى او دقيقة Microevolution.

 لفهم ما يعنيه هذا ، ضع في اعتبارك ما يلي: 

عندما تمنح الطفرة الخلية السرطانية ميزة نمو ، يمكنها أن تنتج نسخًا أكثر من نفسها عن الخلية العادية - ويمكن أن يتفوق نسلها على نظيراتها غير السرطانية في المنافسة على الموارد. في وقت لاحق ، قد توفر الطفرة الثانية للخلايا السرطانية ميزة تكاثرية أخرى ، والتي بدورها تكثف ميزتها التنافسية أكثر.  وفي حالة عدم وجود نقاط تفتيش رئيسية أو تلف جينات الإصلاح ، فإن معدل تراكم الضرر يزداد أكثر. تستمر هذه العملية مع كل طفرة جديدة تقدم مثل هذه الفوائد ، وهي قوة دافعة في تطور الكائنات الحية - وليس فقط الخلايا السرطانية.

الانبثاث او الارتحال metastasis:

الانبثاث - تعني حرفيا "مكان جديد" - هي واحدة من المراحل النهائية للسرطان.  

الانبثاث metastasis، هو انتشار المرض من عضو أو جزء إلى عضو أو جزء آخر غير مجاور.

تعريف قاموس اوكسفورد الطبي للانبثاث metastasis 

" the development of secondary malignant growths at a distance from a primary site of cancer"

"تطور الأورام الثانوية على مسافة من موقع السرطان الأساسي".

كيف و لماذا يحدث الانبثاث:

خلال المراحل المبكرة من السرطان ، تكون الأورام عادة حميدة (أورام لا تنتشر) وتبقى محصورة داخل الحدود الطبيعية للأنسجة.  بينما تنمو الأورام وتصبح خبيثة ، فإنها تكتسب القدرة على اختراق هذه الحدود وغزو الأنسجة المجاورة.

 غالبًا ما تفرز الخلايا السرطانية الغازية البروتياز التي تمكنها من تحلل المصفوفة خارج الخلية عند حدود الأنسجة.  كما يمنح protease الخلايا السرطانية القدرة على إنشاء ممرات جديدة في الأنسجة.  على سبيل المثال ، يمكنهم تفكيك الوصلات التي تربط الخلايا معًا ، وبالتالي الوصول إلى مناطق جديدة.

في هذه المرحلة ، تدخل الخلايا السرطانية مجرى الدم أو الجهاز اللمفاوي وتنتقل إلى موقع جديد في الجسم ، حيث تبدأ في الانقسام ووضع الأساس للأورام الثانوية.  لا يمكن لجميع الخلايا السرطانية أن تنتقل.  من أجل الانتشار بهذه الطريقة ، يجب أن تمتلك الخلايا القدرة على اختراق الحواجز الطبيعية للجسم حتى تتمكن من الدخول والخروج من الدم أو الأوعية اللمفاوية.  حتى الخلايا السرطانية المنتقلة تواجه تحديات عند محاولة النمو في مناطق جديدة.

وبالتالي ، فإن السرطان هو نمو الخلايا دون رادع.  يمكن أن تسبب الطفرات في الجينات السرطان عن طريق تسريع معدلات انقسام الخلايا أو تثبيط الضوابط العادية على النظام ، مثل توقف دورة الخلية أو موت الخلية المبرمج.  مع نمو كتلة الخلايا السرطانية ، يمكن أن تتطور إلى ورم.  يمكن للخلايا السرطانية أيضًا أن تغزو الأنسجة المجاورة ، وأحيانًا تنفصل وتنتقل إلى أجزاء أخرى من الجسم ، مما يؤدي إلى تكوين أورام جديدة في تلك المواقع.

النفاذ الجيني Penetrance

يعبر النفاذ الجيني عن نسبة الأفراد في السكان الذين يحملون جينًا معينًا ويعبرون عن السمة ذات الصلة.  لذلك ، يعد النفاذ قياسا للعلاقة بين النمط الجيني والنمط الشكلي، بمعنى آخر ، العلاقة بين الجينات المحددة في الكائن الحي والخصائص الفيزيائية المرئية للكائن الحي. على سبيل المثال ، إذا كان هنالك طفرة في جين مسؤول عن خلل سائد في كروموسوم جسدي و هذا الخلل يمتلك 95٪ من النفاذ الجيني ، اذن 95٪ من المصابين بالطفرة سيصابون بالمرض ، في حين أن 5٪ لن يصابوا.

درجات تصنيف النفاذ الجيني:

النفاذ التام و النفاذ غير التام أو المختزل.

 في حالات النفاذ التام ، يعبر جميع الأفراد الذين لديهم نمط جيني معين عن النمط الشكلي المقابل.  ومع ذلك ، فإن بعض الجينات لا تظهر اختراقاً كاملاً. 

في حالات النفاذ غير التام ، يعبر أقل من 100٪ من الأفراد الذين لديهم نمط جيني معين عن النمط الشكلي المقابل.  لإجراء قياسات دقيقة للنفاذ ، من الضروري تسجيل الأنماط الجينية والأنماط الشكلية في عدد كبير من السكان.  يقترن مصطلح النفاذ penetrance بمصطلح اخر و هو التعبيرية Expressivity.

مثال على حالة جسدية سائدة تظهر نفاذ غير تام ، سرطان الثدي العائلي بسبب الطفرات في جين BRCA1.  تتعرض الإناث التي لديها طفرة في هذا الجين لخطر الإصابة بسرطان الثدي بنسبة 80٪.  وبالتالي فإن نسبة نفاذ الحالة هي 80 ٪.

 الاختراق المرتفع والمنخفض: 

إذا كان الأليل يمتاز بنفاذية مرتفعة ، فستكون السمة التي ينتجها دائمًا واضحة في الفرد الذي يحمل الأليل.  الأليل ذو النفاذ المنخفض ينتج أحيانًا فقط السمة التي يرتبط بها.  في حالات انخفاض النقاذية ، قد يكون من الصعب التمييز بين العوامل البيئية والعوامل الوراثية.

من الامثلة ايضا على تفاوت تاثير الطفرات السائدة و المتنحية، تظهر الفئران غير نقية الطراز الجيني في الطفرة العظمية brachyury mutation، الطفرة على كروموسوم 17 و تسبب قصرا في الذيل ، ولكن على الرغم من أن هذا القصر يكون كبير في بعض الأفراد ، فإنه يقتصر أحيانًا على فقدان قطعة صغيرة من الذيل في أفراد آخرين.


قد يكون من الصعب تحديد النفاذ الجيني بشكل موثوق ، حتى بالنسبة للأمراض الجينية التي يسببها أليل واحد متعدد الأشكال.  بالنسبة للعديد من الأمراض الوراثية ، فإن ظهور الأعراض مرتبط بالعمر ، ويتأثر بالعوامل البيئية مثل التغذية والتدخين ، بالإضافة إلى العوامل الوراثية والتنظيم المرتبط بتغيرات ما فوق الجينوم، من هذه العوامل:

 العمر:
 غالبًا ما يتم التعبير عن النفاذ كتكرار للمرض في مختلف الأعمار.  على سبيل المثال ، تنجم أورام الغدد الصماء المتعددة من النوع الأول  multiple endocrine neoplasia type 1 ، وهو اضطراب وراثي يتميز بتضخم الغدة الدرقية وأورام الغدة النخامية في الخلايا الجزرية والغدة النخامية ، بسبب طفرة في جين menin (MEN1) على الكروموسوم البشري 11q13.  في إحدى الدراسات ، كان النفاذ المرتبط بالعمر لـجين MEN1 يعادل 7% في سن 10 ولكن ما يقرب من 100 ٪ في سن 60.

 المعدلات البيئية:
 قد يتأثر النفاذ بالعوامل البيئية.  على سبيل المثال ، توصل عدد من الدراسات حول طفرات BRCA1 و BRCA2 ، المرتبطة بخطر الإصابة بسرطان الثدي والمبيض لدى النساء. وجدت الدراسات ان هنالك ارتباطات مع معدلات البيئية و التغيرات السلوكية مثل الحمل ، وتاريخ الرضاعة الطبيعية ، والتدخين ، والنظام الغذائي ، وما إلى ذلك.

 المعدلات الجينية:
 قد يكون النفاذ في أليل معين متعدد الجينات polygenic ، يتم تعديله من خلال وجود أو عدم وجود أليلات متعددة الأشكال في موضع جيني آخر.  قد تقوم دراسات الجينوم genome associated studies بتقييم تأثير هذه المتغيرات على اختراق أليل.

 التنظيم اللاجيني الناتج عن ما فوق الجينوم epigenomics:
 يمكن أن تؤثر الوراثة اللاجينية على نفاذ الجينات من خلال تطبيع الجينوم genome imprinting بواسطة أليل الأب أو الأم أو التنظيم اللاجيني الناتج عن عوامل بيئية أو عوامل شخصية أخرى.

علم ما فوق الجينوم او علم التخلق المتعاقب Epigenomics

علم ما فوق الجينوم Epigenomics هو علم يحدد فيه الباحثون مواقع الجينوم ويفهمون وظائف جميع العلامات الكيميائية التي تميز الجينوم.

• 
  
• ما هو فوق الجينوم؟
•  هو عدد كبير من المركبات الكيميائية التي يمكن أن تخبر الجينوم بما يجب القيام به.  الجينوم البشري هو عبارة عن التجميع الكامل للحمض النووي DNA - حوالي 3 مليار زوج أساسي من النيوكليوتيدات - مما يجعل كل فرد فريدًا.  يحمل الحمض النووي تعليمات بناء البروتينات التي تؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف في الخلية.  
• 
  
• يتكون الإبيجينيوم من مركبات كيميائية وبروتينات يمكن أن تلتصق بالحمض النووي وتوجه إجراءات مثل تشغيل الجينات أو إيقاف تشغيلها ، والتحكم في إنتاج البروتينات في خلايا معينة ، وعندما ترتبط هذه المركبات "اللاجينية" بالحمض النووي وتعدل وظيفته ، يقال إنها  قد "ميزت" الجينوم.  هذه العلامات لا تغير تسلسل الحمض النووي.  وبدلاً من ذلك ، يغيرون طريقة استخدام الخلايا لتعليمات الحمض النووي.  تنتقل العلامات أحيانًا من خلية إلى أخرى مع انقسام الخلايا.  كما يمكن أن تنتقل من جيل إلى جيل.
• 
  
• ماذا يفعل فوق الجينوم ؟
• 
  
•  للإنسان تريليونات من الخلايا ، متخصصة في وظائف مختلفة في العضلات والعظام والدماغ ، وكل من هذه الخلايا تحمل بشكل أساسي نفس الجينوم في نواتها.  يتم تحديد الاختلافات بين الخلايا من خلال كيفية ومتى يتم تشغيل أو إيقاف تشغيل مجموعات مختلفة من الجينات في أنواع مختلفة من الخلايا.  تقوم الخلايا المتخصصة في العين بتشغيل الجينات التي تصنع البروتينات التي يمكنها الكشف عن الضوء ، في حين أن الخلايا المتخصصة في خلايا الدم الحمراء تصنع البروتينات التي تنقل الأكسجين من الهواء إلى باقي الجسم.  يتحكم فوق الجينوم في العديد من هذه التغييرات في الجينوم.

• ما الذي يتكون منه فوق الجينوم؟
• 
  
•  هو مجموعة من التعديلات الكيميائية على الحمض النووي والبروتينات المرتبطة بالحمض النووي في الخلية ، والتي تغير التعبير الجيني ، ويمكن توريثها (عن طريق الانقسام الاختزالي والانقسام).  تحدث التعديلات كعملية طبيعية للتطور وتمايز الأنسجة ، ويمكن تغييرها استجابة للتعرض البيئي أو المرض.
• 
  
•  النوع الأول يسمى مثيلة  DNA methylation ، و يتم مباشرة على ال DNA في الجينوم.  في هذه العملية ، تربط البروتينات علامات كيميائية تسمى مجموعات الميثيل بقواعد جزيء DNA في أماكن محددة.  تقوم مجموعات الميثيل بتشغيل أو إيقاف تشغيل الجينات من خلال التأثير على التفاعلات بين الحمض النووي والبروتينات الأخرى.  وبهذه الطريقة ، يمكن للخلايا أن تتذكر الجينات التي تعمل أو تتوقف.
• 
  
• يؤثر النوع الثاني و المسمى تعديل الهستون histone modification، على الحمض النووي بشكل غير مباشر.  يتم تغليف الحمض النووي في الخلايا حول بروتينات الهيستون ، والتي تشكل هياكل تشبه البكرة والتي تمكن جزيئات الحمض النووي الطويلة جدًا من التفتت بدقة في الكروموسومات داخل نواة الخلية.  يمكن أن تربط البروتينات مجموعة متنوعة من العلامات الكيميائية على الهستونات.  يمكن للبروتينات الأخرى في الخلايا اكتشاف هذه العلامات وتحديد ما إذا كان ينبغي استخدام تلك المنطقة من الحمض النووي أو تجاهلها في تلك الخلية.
• 
  
• هل يورث فوق الجينوم؟
• 
  
•  ينتقل الجينوم من الآباء إلى نسلهم ومن الخلايا ، عندما ينقسمون ، إلى جيلهم القادم.  يتم إعادة تعيين الكثير من الجينوم عندما ينقل الآباء الجينوم إلى ذريتهم ؛  ومع ذلك ، في بعض الظروف ، قد تنتقل بعض العلامات الكيميائية الموجودة على الحمض النووي والهستونات من البويضات والحيوانات المنوية إلى الجيل التالي.  عندما تنقسم الخلايا ، غالبًا ما ينتقل الكثير من الجينوم إلى الجيل التالي من الخلايا ، مما يساعد الخلايا على البقاء متخصصة.
• 
  
• ما هو التطبع الجيني Imprinting؟
•  يحتوي الجينوم البشري على نسختين من كل جين - نسخة موروثة من الأم ونسخة من الأب.  بالنسبة لعدد قليل من الجينات ، يتم تشغيل النسخة فقط من الأم ؛  بالنسبة للآخرين ، يتم تشغيل نسخة من الأب فقط.  هذا النمط يسمى تطبع.  يميز فوق الجينوم بين نسختين من الجين المطبوع ويحدد ما الذي يتم تشغيله ، وتحدث بعض الأمراض بسبب التطبع غير الطبيعي.  وتشمل:
• 1. متلازمة بيكويث-ويديمان ، وهو اضطراب مرتبط بتضخم الجسم وزيادة خطر الإصابة بالسرطان.  
• 2. متلازمة برادر ويلي ، المرتبطة بضعف العضلات ، والجوع المستمر ، مما يؤدي إلى السمنة.
• 3. متلازمة أنجلمان ، مما يؤدي إلى الإعاقة الذهنية ، وكذلك صعوبات الحركة.
• 
  
• هل يمكن أن يتغير فوق الجينوم؟
• 
  
•  على الرغم من أن جميع خلايا الجسم تحتوي بشكل أساسي على نفس الجينوم ، فإن الحمض النووي المميز بعلامات كيميائية على الحمض النووي والهستونات يعاد ترتيبه عندما تصبح الخلايا متخصصة.  يمكن أن يتغير فوق الجينوم أيضًا طوال حياة الشخص.
• 
  
• ما الذي يجعل فوق الجينوم يتغير؟
• 
  
•  يمكن لعوامل نمط الحياة والعوامل البيئية (مثل التدخين والنظام الغذائي والأمراض المعدية) أن تعرض الشخص للضغوط التي تحفز الاستجابات الكيميائية.  غالبًا ما تؤدي هذه الاستجابات بدورها إلى تغييرات في انماط فوق الجينوم وقد يكون بعضها ضارًا.  ومع ذلك ، يبدو أن قدرة فوق الجينوم على التكيف مع ضغوط الحياة مطلوبة لصحة الإنسان الطبيعية.  تنتج بعض الأمراض البشرية عن خلل في البروتينات التي "تقرأ" و "تكتب" العلامات الكيميائية اللاجينية.
• 
  
• كيف تؤدي التغييرات في فوق الجينوم الى الإصابة بالسرطان؟
• 
  
•  تحدث السرطانات بسبب التغيرات في الجينوم أو فوق الجينوم أو كليهما.  يمكن أن تؤدي التغييرات في فوق  الجينوم إلى تشغيل أو إيقاف الجينات المشاركة في نمو الخلايا أو الاستجابة المناعية.  يمكن أن تؤدي هذه التغييرات إلى نمو غير منضبط ، أو سمة مميزة للسرطان ، أو إلى فشل جهاز المناعة في تدمير الأورام.
• 
  
•  في نوع من أورام الدماغ يسمى ورم أرومي دبقي glioblastoma ، حقق الأطباء بعض النجاح في علاج المرضى الذين يعانون من عقار تيموزولوميد Temozolomide ، الذي يقتل الخلايا السرطانية عن طريق إضافة مجموعات الميثيل إلى الحمض النووي.  في بعض الحالات ، يكون للميثيل تأثير ثانوي مرحب به: فهو يحجب الجين الذي يقاوم تيموزولوميد.  من المرجح أن يستجيب مرضى الورم الأرومي الدبقي الذين تحتوي أورامهم على مثل هذه الجينات الميثيلية إلى تيموزولوميد من أولئك الذين لديهم جينات غير ممثلة.
• 
  
•  يمكن أن تؤدي التغييرات في فوق الجينوم أيضًا إلى تنشيط الجينات المعززة للنمو في سرطان المعدة وسرطان القولون وأكثر أنواع سرطان الكلى شيوعًا.  في بعض أنواع السرطان الأخرى ، التغيرات في جينات الصمت silence genes في فوق الجينوم تعمل عادة على إبقاء نمو الخلايا تحت السيطرة.
• 
  
• كيف يستكشف الباحثون فوق الجينوم؟
• 
  
•  في مجال فوق الجينوم ، يحاول الباحثون رسم المواقع وفهم وظائف جميع العلامات الكيميائية التي تميز الجينوم. حتى وقت قريب ، اعتقد العلماء أن الأمراض البشرية سببها بشكل رئيسي التغيرات في تسلسل الحمض النووي ، أو العوامل المعدية مثل البكتيريا والفيروسات ، أو العوامل البيئية. 
• 
  
•  الآن ، ومع ذلك ، فقد أثبت الباحثون أن التغيرات في فوق الجينوم يمكن أن تسبب أو تنجم عن المرض.  وهكذا ، أصبحت علم ما فوق الجينوم جزءًا حيويًا من الجهود المبذولة لفهم جسم الإنسان بشكل أفضل وتحسين صحة الإنسان.  قد تتيح الخرائط اللاجينية لعلم ما فوق الجينوم للأطباء في يوم من الأيام تحديد الحالة الصحية للفرد وتفصيل استجابة المريض للعلاجات.
• 
  
•  من اهم المشاريع التي يتم تطبيقها حاليا لسبر اغوار ما فوق الجينوم، مشروع ENCODE (ENCyclopedia Of DNA Elements) - الذي يهدف إلى فهرسة الأجزاء العاملة من الجينوم - ممول من المعهد "الامريكي" الوطني لبحوث الجينوم البشري بهدف عمل خرائط جينية لأنواع مختلفة من الخلايا.