Differential Methylation at Novel Putative Imprinting Control Regions on Chromosome 20 Associated with Childhood Obesity
استخدمت هذه الدراسة مصفوفة "البصمة البشرية" (Human Imprintome Array) مبتكرة على 586 مولوداً جديداً لتحديد التمايز في الميثيلة عند سبعة مناطق تحكم في البصمة الجديدة، لا سيما على الكروموسوم 20، في دم الحبل السري والتي ترتبط بالسمنة المستمرة في مرحلة الطفولة وتستمر حتى مراحل لاحقة من الطفولة، مما يشير إلى أن هذه الأنماط اللاجينية يمكن أن تعمل كعلامات بيولوجية مبكرة لخطر الإصابة بالسمنة.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تعد السمنة لدى الأطفال تحدياً صحياً معقداً يبدأ غالباً قبل وقت طويل من اكتساب الطفل وزناً زائداً. لطالما اشتبه العلماء في أن البيئة التي يختبرها الجنين في الرحم يمكن أن تترك أثراً دائماً على كيفية عمل جسمه لاحقاً في الحياة. هذه الفكرة، المعروفة باسم "الأصول التنموية للصحة والمرض"، تشير إلى أن التعرض المبكر للتوتر أو التغذية أو عوامل أخرى يمكن أن يغير الطريقة التي يتم بها تشغيل الجينات أو إيقافها. هذه التغييرات ليست تغييرات في الشفرة الوراثية نفسها، بل هي علامات كيميائية ملتصقة بالحمض النووي تعمل مثل مفاتيح التحكم في مستوى الصوت للجينات. أحد أنواع هذه العلامات تحديداً، والذي يسمى "مثيلة الحمض النووي" (DNA methylation)، مثير للاهتمام بشكل خاص لأنها يمكن أن تتأسس قبل الولادة وتظل مستقرة طوال حياة الشخص. يهتم الباحثون بشكل خاص بمناطق في الجينوم تسمى "مناطق التحكم في البصمات الجينية" (imprinting control regions). هذه عبارة عن مفاتيح خاصة تضمن التعبير عن جينات معينة فقط من جانب الأم أو جانب الأب، وتلعب دوراً حاسماً في النمو والتمثيل الغذائي. إذا تم ضبط هذه المفاتيح بشكل غير صحيح، فقد يؤدي ذلك إلى تهيئة الطفل لمشاكل أيضية، بما في ذلك السمنة، لكن العثور على هذه الإعدادات المحددة عند الولادة كان أمراً صعباً باستخدام التكنولوجيا القديمة.
لقد وضع فريق من الباحثين هدفاً للعثور على هذه الإشارات البيولوجية المبكرة من خلال دراسة مجموعة مكونة من 586 زوجاً من الأمهات والأطفال من ولاية كارولاينا الشمالية. قاموا بجمع دم الحبل السري من الأطفال عند الولادة وتابعوا الأطفال لسنوات عديدة، متتبعين طولهم ووزنهم لمعرفة من حافظ على حجم صحي ومن عانى من سمنة مستمرة. وللحصول على صورة أوضح من أي وقت مضى، استخدم العلماء أداة جديدة ومتخصصة تسمى "مصفوفة البصمة البشرية" (Human Imprintome Array). وخلافاً للطرق القديمة التي كانت تنظر إلى جزء ضئيل فقط من الجينوم، سمحت لهم هذه الأداة بفحص أكثر من ألف منطقة تنظيمية محددة عبر الخريطة الجينية بأكملها. كانوا يبحثون عن اختلافات في العلامات الكيميائية على الحمض النووي عند الولادة التي يمكن أن تتنبأ بالأطفال الذين سيعانون من مشاكل الوزن لاحقاً في مرحلة الطفولة.
كشفت الدراسة أن الأطفال الذين عانوا من سمنة مستمرة، والتي عُرِّفت بأنها امتلاك مؤشر كتلة جسم مرتفع لـ 80 بالمائة على الأقل من قياسات مرحلة الطفولة، أظهروا اختلافات متميزة في أنماط مثيلة الحمض النووي لديهم عند الولادة. وتحديداً، حدد الباحثون سبع مناطق محددة على الكروموسومات حيث كانت العلامات الكيميائية مختلفة بين الأطفال ذوي الوزن الصحي والأطفال الذين أصيبوا بالسمنة. كانت ست مناطق من هذه المناطق تقع على الكروموسوم 20، وهو امتداد للمادة الوراثية لم يسبق ربطه بالسمنة لدى الأطفال بهذه الطريقة. تقع هذه المناطق بالقرب من جينات تساعد في تنظيم كيفية نمو الجسم واستخدام الطاقة. كانت الاختلافات جوهرية، حيث تباينت مستويات المثيلة بنسبة تتراوح بين 2 و10 بالمائة بين المجموعتين. كانت إحدى هذه المناطق بالقرب من جين معروف مرتبط باضطرابات النمو، بينما كانت المناطق الأخرى بالقرب من تسلسلات جينية تم تحديدها حديثاً يشتبه الباحثون في أنها تعمل كمفاتيح تحكم للجينات المجاورة.
إن ما يجعل هذه النتائج مهمة للغاية هو أن هذه الأنماط الكيميائية لم تكن مجرد إشارة عابرة. فعندما فحص الباحثون نفس الأطفال مرة أخرى عندما تراوحت أعمارهم بين 8 و16 عاماً، كانت الاختلافات في مثيلة الحمض النووي في هذه المناطق المحددة قد ظلت كما هي إلى حد كبير. يشير هذا الاستقرار إلى أن الإشارة البيولوجية يتم ضبطها في وقت مبكر جداً، على الأرجح قبل الولادة، وتستمر مع نمو الطفل. كما وجدت الدراسة أنه عندما نظروا تحديداً في الأطفال المولودين لأمهات كن يعانين من السمنة قبل الحمل، ارتفع عدد المناطق المرتبطة إلى 54 منطقة، مما يشير إلى أن وزن الأم قد يؤثر على مجموعة أوسع من هذه المفاتيح الجينية. ومع ذلك، أشار الباحثون إلى أن هذه النتائج خاصة بالمجموعة التي درسوها، وأن المناطق الموجودة على الكروموسوم 20، رغم ارتباطها القوي بالسمنة في هذه المجموعة، تحتاج إلى تأكيد في مجموعات سكانية أخرى.
استكشف الباحثون أيضاً ما قد تفعله هذه المناطق الجينية من خلال النظر في المسارات البيولوجية التي تؤثر عليها. الجينات القريبة من هذه العلامات تشارك في مجموعة واسعة من الوظائف، بما في ذلك كيفية تخزين وحرق الأنسجة الدهنية، وكيفية تحكم الدماغ في الشهية، وكيفية تواصل الجهاز المناعي مع عملية التمثيل الغذائي في الجسم. يشير هذا إلى أن خطر الإصابة بالسمنة قد يكون منسوجاً في شبكة معقدة من الأنظمة التي تنظم الطاقة والنمو، بدلاً من أن يكون ناتجاً عن جين واحد. ورغم أن الدراسة لا تقدم بعد وسيلة للوقاية من السمنة، إلا أنها توفر خريطة جديدة لمكان البحث. ومن خلال تحديد هذه العلامات المستقرة عند الولادة، يأمل العلماء في فهم الخطوات الأولى في تطور السمنة، مما قد يؤدي إلى طرق أفضل لتحديد الأطفال المعرضين للخطر قبل أن تصبح المشكلة واضحة سريرياً. يسلط هذا العمل الضوء على أن بذور الصحة الأيضية تُزرع في وقت مبكر، وأن الجينوم يحمل أدلة تظل قابلة للقراءة لفترة طويلة بعد ولادة الطفل.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.