تعرف الباحثون على ٦٥٠٠ جين مُعبر بشكل مختلف في الرجال والنسا

٣ مايو ٢٠١٧

 ترجمه ابو طه / عدنان احمد الحاجي   

Researchers Identify 6,500 Genes That Are Expressed Differently in Men and Women

3 May 2017

المقالة رقم ٢٠٣ لسنة ٢٠١٧

يختلف الرجال عن النساء  اما بطرق واضحة أو أقل وضوحا - على سبيل المثال، في انتشار بعض الأمراض أو للاستجابات  الأدوية   . كيف يرتبط هذا الاختلاف بالجنس ( الذكر او الأنثى)؟ فقد  كشف باحثون في معهد وايزمان للعلوم مؤخرا عن آلاف الجينات البشرية   المعبرة     ( نُسخت لعمل بروتينات ) بشكل مختلف في الجنسين. وأظهرت النتائج التي توصلوا إليها أن الطفرات الضارة في هذه الجينات المعينة تميل إلى التراكم في المجموعة بوتيرة عالية نسبيا، والدراسة تفسر السبب. الخريطة المفصلة لهذه الجينات، التي نشرت  في مجلة BMC Biology، قدمت  دليلا على أن الذكور والإناث يخضعون لنوع من التطور المنفصل، ولكنه مترابط.

قبل عدة سنوات،  البروفيسور شموئيل بيتروكوفسكياند والدكتور موران جيرشوني من قسم الوراثة الجزيئية في معهد وايزمان سألا عن سبب  شيوع  انتشار بعض الأمراض البشرية . على وجه التحديد، حوالي ١٥٪ من الأزواج الذين يحاولون الحمل ق مُعَروفون على أنهم عقيمون، مما يشير إلى أن الطفرات التي تضعف الخصوبة منتشرة نسبيا.

هذا يبدو متناقضا:  المنطق  السليم يقول أن هذه الطفرات، التي تؤثر بشكل مباشر على بقاء الأنواع عن طريق الحد من عدد  النسل، كان ينبغي أن يستأصل بسرعة  عن طريق الانتقاء الطبيعي. بيتروكوفسكي و جيرشوني أظهرا أن الطفرات في الجينات الخاصة  بتشكيل الحيوانات المنوية تستمر بدقة لأن التعبير الجيني  يتم فقط في الرجال. الطفرة التي تشكل مشكلة لنصف الناس  فقط، مهما كانت ضارة، يتم نقلها بحرية إلى الجيل التالي من قبل النصف الآخر.

في هذه الدراسة، وسع الباحثون تحليلاتهم لتشمل الجينات التي، وإن لم تكن ضرورية للخصوبة، لا تزال تُعبر بشكل مختلف في الجنسين. لتحديد هذه الجينات، تحول العلماء إلى مشروع   GTEx- وهي دراسة كبيرة جدا عن التعبير الجيني البشري التي سجلت للعديد من الأعضاء والأنسجة في أجسام ما يقرب من ٥٥٠ من  المانحين الكبار. وقد مكن هذا المشروع، للمرة الأولى، من رسم خرائط شاملة للبنية الوراثية المختلفة  بين الجنسين.

بيتروكوفسكي و جيرشوني بحث عن كثب في حوالي   عشرين الف  جيناً مشفراً  للبروتين، وفرزوها بحسب الجنس وبحثوا  عن الاختلافات في التعبيرات الجينية  في كل الأنسجة. وتعرفوا في النهاية على  حوالي ٦٥٠٠ جين  بنشاط  كان متحيزا لجنس  أو آخر في نسيج واحد على الأقل. على سبيل المثال، وجدوا جينات  قد  عُبرت   بشكل كبير في جلد الرجال بالمقارنة  مع  جلد المرأة، وأدركوا أن هذا  مرتبط بنمو شعر الجسم( في الرجل).  والتعبير الجيني لبناء العضلات أعلى في الرجال. وأن التعبير الجيني لتخزين الدهون كان أعلى لدى النساء.

ولكن هناك اختلاف آخر

ثم نظر الباحثان إلى اتجاهات تراكم الطفرات، لمعرفة ما إذا كان الانتقاء الطبيعي يضع ضغوطا أكثر أو أقل على الجينات التي تخص الرجال أو النساء. وهذا يعني، إلى أي مدى تكون الطفرات الضارة قد تم استئصالها  أو تحملها في  المجموعة؟ في الواقع، وجد الباحثون أن كفاءة الاختيار أضعف في العديد من هذه الجينات. 

"كلما كان الجين  خاصاً أكثر بجنس واحد، كلما رأينا ان  الاختيار  أقل للجين. وهناك فرق آخر: هذا الاختيار كان أضعف في الرجال "، يقول جيرشوني. على الرغم من أنهم لا يملكون تفسيرا كاملا لهذا الاختلاف الإضافي، يشير الباحثون إلى نظرية التطور الجنسي المقترحة لأول مرة في الثلاثينيات من القرن الماضي: "في كثير من الأنواع، لا يمكن  للإناث ان تلد  سوى عدد محدود من النسل في حين أن الذكور يمكنه ان يلد اكثر  نظريا؛ وبالتالي فإن بقاء الأنواع يعتمد على الإناث الأكثر قابلية للحياة في المجموعة  من الذكور "، ويوضح بيتروكوفسكي. "وهكذا يمكن أن يكون الانتقاء الطبيعي أكثر" تراخياً "مع الجينات التي هي فقط ضارة للذكور."

وبصرف النظر عن الأعضاء الجنسية، فقد اكتشف الباحثون عدداً  قليلاً  من الجينات المرتبطة بالجنس في الغدد الثديية - ليس ذلك من المستغرب، إلا أن حوالي نصف هذه الجينات  قد  عبر عنها  في الرجال. ولأن الرجال مؤهلون  بشكل كامل ولكنهم  ليسوا مزودين بغدد ثديية أساسا،  العلماء قاموا بتخمين مدروس بأن بعض هذه الجينات قد تثبط الرضاعة.

وتشمل المواقع الأقل وضوحا الجينات التي تم التعبير عنها فقط في البطين الأيسر للقلب لدى النساء. وأظهرت إحدى هذه الجينات، التي ترتبط أيضا باستيعاب الكالسيوم، مستويات تعبير عالية جدا لدى النساء الأصغر سنا  وتنخفض بشكل حاد مع التقدم في السن؛ يعتقد العلماء أنها نشطة في النساء حتى سن اليأس، حامية لقلوبهن، ولكن تؤدي إلى أمراض القلب وهشاشة العظام في السنوات اللاحقة من الحياة عندما يتوقف  التعبير الجيني . 

ومع ذلك،  هناك جين آخر معبّر  بشكل رئيسي في النساء، وكان نشطا في الدماغ، وعلى الرغم من أن وظيفته الدقيقة غير معروفة، إلا أن العلماء يعتقدون أنه قد يحمي الخلايا العصبية من مرض الباركنسون - وهو مرض له معدل انتشار عال وظهور مبكر لدى الرجال. كما تعرف  الباحثون على التعبير الجيني في الكبد لدى النساء والذي ينظم عملية التمثيل الغذائي للادوية، موفراً  أدلة جزيئية للفرق المعروف في معالجة الأدوية  بين النساء والرجال.

يقول جيرشوني: «إن الجينوم الأساسي هو نفسه تقريبا في كل واحد منا، ولكنه يستخدم بشكل مختلف في كل الجسم وبين الأفراد». وهكذا، عندما يتعلق الأمر بالاختلافات بين الجنسين، نرى أن التطور غالبا ما يعمل على مستوى التعبير الجيني ". ويضيف بيتروكوفسكي:" من المفارقات أن الجينات المرتبطة بالجنس هي تلك التي تكون فيها الطفرات الضارة أكثر احتمالاً للإنتقال الى النسل ، بما في ذلك تلك التي تضعف الخصوبة. من وجهة النظر هذه، يخضع الرجال والنساء لضغوط انتقاء مختلفة، وعلى الأقل إلى حد ما، ينبغي النظر إلى التطور البشري على أنه تطور مشترك. ولكن الدراسة تؤكد أيضا على الحاجة إلى فهم أفضل للاختلافات بين الرجال والنساء في الجينات التي تسبب المرض أو الاستجابة للعلاجات "