السنيبس
SNPs.
أو التغيرات الفردية متعددة الأشكال للنيكليوتيد .
Single Nucleotide Polymorphisms
" تعال نتعلم معأ اللغة التي
خلق الله بها البشر "
- هل تساءلت يوماً عن الشيء الذي يجعلني أنا ؟
- هل تساءلت يوماً عن أوجه الشبه و الاختلاف بينك وبين صديقك اللدود "شارون " ؟
- نعم التشابه كبير وتبلغ نسبته 99.9 % , أما نسبة الاختلاف فتأكد أنها لا تتجاوز 0.1 % هذا ما كشفت عنه الأبحاث الجينية الحديثة حيث أشارت ولأول مرة إلى وجود اختلاف قدره واحد بالألف في بنية ال D N A بين الأفراد . فالبشر كافة يملكون نفس تركيبة ال D N A . و الذي يتألف
كما هو معلوم من شريطين ملتفين حول بعضهما البعض بما يشبه السلم الملفوف والذي تتكون جوانبه من جزيئات السكر و الفوسفات وتتكون درجاته من مجموعة من القواعد أو الأسس النيتروجينية وهي ( A , G, C, T ) والتي يصل عددها إلى 3 مليارات قاعدة أو أساس
- فإذا كانت تركيبة ال D N A هي نفسها , فلماذا يختلف البشر عن بعضهم البعض ؟
الحقيقة أن استبدال حرف واحد في سلسلة ال DNA يؤدي إلى تغير فردي للنيكليوتيد بحيث يأخذ أشكالاً مختلفة , وهذا التغير هو ما يسمى بالسنيبس , ويعتبره البعض كبهارات الحياة , وهو يؤدي لظهور اختلافات قدرها 0.1% بين البشر .
- فالسنيبس هو الشكل الأكثر تغيراً في المادة الوراثية , وهو الشكل الذي يميز الأشخاص عن بعضهم ويتكرر السنيبس كل 100 – 300 قاعدة نيتروجينية , وتحتوي المادة الوراثية على 10 – 30 مليون سنيبس , تم التعرف على أكثر من 4 مليون منهم 1% منهم يتواجد على المورثة نفسها ويدعى عندها بالتغير المرجعي rsSNPs) ) نظراً لتأثيره على ثباتية وعمل المورثة خاصة في حالة توضعه على المناطق الفعالة في المورثة ( مناطق الExon ) وليس في مناطق (ال Intron ) الأقل فعالية , ومن هنا تنشأ أهمية السنيبس كمشعرات وراثية فردية تلعب دوراً في تفسير قابلية الفرد للإصابة بالمرض , أو قابليته للاستجابة لدواء معين أو لفيروس معين , كما تعتبر كمشعرات أو إشارات متألقة تساعد على تعيين التسلسل الجيني .
توزع السنيبس في الكروموزوم الخامس .
فكما هو معلوم معظم الأمراض ذات منشأ وراثي كما أنها لا ترتبط بمورثة واحدة وإنما بمجموعة مورثات ومجموعة عوامل بيئية أو شخصية كالسنيبس , كما أن هناك 400 درجة للطفرة التي تحدث على المورثات يتراوح تأثيرها ما بين القاتل و العابر .
مثال ذلك عند استبدال الأساس T بالأساس A في السلسلة الأولى من مورثة الغلوبين بيتا ينتج عنه تغير في الحمض الأميني الموجود في بنية ذرة البيتا غلوبين , فيتحول حمض الغلوتاميك إلى حمض الفالين , مما يحول الكرية الحمراء الطبيعية إلى كرية حمراء شاذة مرافقة لفقر الدم المنجلي , ومن الملاحظ ارتفاع تواتر السنيبسات المسؤولة عن فقر الدم المنجلي لدى الشعوب الأفريقية – الأمريكية .
وكما أن السنيبس يؤدي لأضرار أحياناً فإن بعضاً منه ذو فائدة كبيرة في رفع مقاومة بعض الشعوب لبعض الأمراض كما هو الحال في ارتفاع مناعة الشعوب القوقازية الموجودة في أوروبا الشمالية تجاه فيروس ال H I V (الإيدز) .
- هذا وقد حدد العلماء خواص و فوائد كثيرة للسنيبس فهي :
1- تغيرات تحدث على سلسلة الD N A .
2- تتكرر كل 200-300 قاعدة نيتروجينية.
3- يتراوح عددها بين 10 – 30 مليون سنيبس .
4- تم الكشف عن 4مليون منها .
5- 1% منهم يتوضع على المورثات نفسها وتدعى عندها بالسنيبسات المرجعية rs SNPs)).
6- معظم السنيبسات مفيدة .
7- جزء بسيط منها يرتبط بالأمراض .
8- يمكن اعتبارها كشارات ضوئية سهلت دراسة التسلسل الجيني للمورثات ولسلسلة ال DNA. بالكامل أثناء وضع الخريطة الوراثية.
9- هي مشعرات جينية تشخيصية ذات قيمة أثناء تحديد الأشخاص ذوو عامل الخطورة المحتمل لظهور الأمراض .
10- لها صفة النوعية , فكل أسبوع يتم تحديد سنيبسات جديدة مرافقة لأمراض محددة , مثل التهاب الكولون القرحي ,الزهايمر , الداء السكري , باركنسون و الكثير الكثير من الأمراض
11- دراسة السنيبس تفيد في دراسة التغيرات الوراثية الحاصلة على العضويات الدقيقة من جراثيم أو فيروسات كما هو الحال في السلالات الجديدة من عصيات الE.Coli وفيروسات ال HIV التي تبدي مقاومة شديدة للدواء بسبب زيادة تواتر الطفرات وخاصة على مستوى السنيبس .
12- دراسة السنيبس تفيد في مجال البحوث الزراعية بغية متابعة التغيرات الوراثية الحاصلة على المحاصيل من مقاومة للحشرات وللأعشاب الضارة.
ونظراً لأهمية وضع خريطة للسنيبس كما هو حال الخريطة الوراثية تم عام 2002 إنشاء مجموعة عمل موحدة لأكبر عشر شركات دواء عالمية عملاقة وبرأس مال مشترك وهي :
شركة Bayer - شركة Squibb – شركة Hoffman La Roche شركة Glaxo Welcome – شركة Hoechst - شركة Pfizer – شركة Novartis - شركة Rorer - شركة Searle – شركة Smith kline Beacham .
سميت مجموعة العمل هذه SNP Consortium وهدف هذه المجموعة هو وضع خريطة للسنيبس تفيد في تطبيق فكرة زَبونة الدواء ( Customized Medicine ) أي إعطاء الدواء المناسب بالتركيز المناسب للشخص المناسب وفي الوقت المناسب , ويتم ذلك عن طريق التصوير الجيني للمريض من أجل تحديد خريطته الوراثية وسنيبساته وذلك قبل بدء العلاج, و يأملون بتطبيق هذه الطريقة خاصة في مجال معالجة الأورام والتي كثيراً ما يلاحظ عدم استجابتها لطرق العلاج الكيماوية بالرغم من زيادة التركيز ويأمل العلماء أنه بحلول عام 2015 سيتم دراسة الإستجابة الجزيئية للدواء عن طريق دراسة هذه التغيرات مباشرة بعد تناول الدواء دون الإنتظار لأسابيع قبل معرفة مدى التحسن .
طرق كشف و تنميط السنيبس Detection and Genotyping Methods SNPs
هناك طرق كثيرة للكشف وتختلف بحسب المبادئ الأساسية في التنميط فمنها الطرق الكيماوية مثال :
1 – Allele Specific Hybridization.
2 – Polymerase Extension.
3- Enzymatic Cleavage.
4- Flap Endonuclease Discrimination
ومنها طرق التحري التي تعتمد على:
1- Fluorescence.
2- Colorimetric Methods.
3- Chemiluminiscence.
4- Mass Spectrometry
تحتاج معظم هذه الطرق إلى حواسب ورقائق و كواشف متميزة وهذا يؤدي لارتفاع كلفة تنميط السنيبس الواحد لتصل إلى دولار أو نصف دولار أمريكي بحسب دقة الطريقة ونوعيتها ، وحالياً و نتيجة التنافس الكبير بين الشركات المصنعة للألكترونيات ولطواقم الكشف ونتيجة دخولنا عالم ال
انخفضت كلفة تنميط السنيبس الواحد إلى 20 – 35 سنت أميركي ..PCR
رغم ذلك لازالت كلفة التنميط مرتفعة خاصة عندما نتذكر أن هناك 1.42 مليون سنيبس لم يتم التعرف إلا على جزء ضئيل منهم , وتعمل كل من شركة IBM. و شركة MOTORELLA على الوصول إلى كلفة تنميط للسنيبس تعادل واحد سنت أمريكي .
هذا ومن الممكن حالياً كشف 4500 سنيبس خلال ربع ساعة أو 400.000 سنيبس كل24 ساعة, وذلك عند استخدام طريقة الرحلان المناعي الكهربائي الشعري Capillary electrophoresis sequencing system وهي طريقة واعدة للكشف الرخيص والسريع .
.ويجب أن لا ننسى أنه للكشف عن مرض واحد معقد , يجب إجراء تنميط لأكثر من 500 – 1000 مريض وذلك من أجل الحصول على علاقة مفيدة وواضحة بين السنيبس و المرض .
وبعد هذه الجولة السريعة في عالم التغيرات الدقيقة أو عالم السنيبس فقد صحت مقولة بعض العلماء للألفية الثالثة بأنها بدأت مع بداية القرن البيولوجي لما لهذه الإكتشافات والبحوث من أهمية كبيرة.
ولاتستغرب عزيزي القارىء إذا ما تباينت هذه الأرقام لحين وصولها ليديك نتيجة التباين العديد لهذه الدراسات حيث تطالعنا مجموعة العمل الدولية ( I.S.M.W.) والتي تعمل على وضع خريطة للسنيبسات بنشرات دورية أسبوعية تحمل أنباءً جديدة عن اكتشافات جديدة تربط أمراضاً معينة بسنيبسات معينة .
أو التغيرات الفردية متعددة الأشكال للنيكليوتيد .
Single Nucleotide Polymorphisms
- هل تساءلت يوماً عن الشيء الذي يجعلني أنا ؟
- هل تساءلت يوماً عن أوجه الشبه و الاختلاف بينك وبين صديقك اللدود "شارون " ؟
- نعم التشابه كبير وتبلغ نسبته 99.9 % , أما نسبة الاختلاف فتأكد أنها لا تتجاوز 0.1 % هذا ما كشفت عنه الأبحاث الجينية الحديثة حيث أشارت ولأول مرة إلى وجود اختلاف قدره واحد بالألف في بنية ال D N A بين الأفراد . فالبشر كافة يملكون نفس تركيبة ال D N A . و الذي يتألف
كما هو معلوم من شريطين ملتفين حول بعضهما البعض بما يشبه السلم الملفوف والذي تتكون جوانبه من جزيئات السكر و الفوسفات وتتكون درجاته من مجموعة من القواعد أو الأسس النيتروجينية وهي ( A , G, C, T ) والتي يصل عددها إلى 3 مليارات قاعدة أو أساس
- فإذا كانت تركيبة ال D N A هي نفسها , فلماذا يختلف البشر عن بعضهم البعض ؟
الحقيقة أن استبدال حرف واحد في سلسلة ال DNA يؤدي إلى تغير فردي للنيكليوتيد بحيث يأخذ أشكالاً مختلفة , وهذا التغير هو ما يسمى بالسنيبس , ويعتبره البعض كبهارات الحياة , وهو يؤدي لظهور اختلافات قدرها 0.1% بين البشر .
- فالسنيبس هو الشكل الأكثر تغيراً في المادة الوراثية , وهو الشكل الذي يميز الأشخاص عن بعضهم ويتكرر السنيبس كل 100 – 300 قاعدة نيتروجينية , وتحتوي المادة الوراثية على 10 – 30 مليون سنيبس , تم التعرف على أكثر من 4 مليون منهم 1% منهم يتواجد على المورثة نفسها ويدعى عندها بالتغير المرجعي rsSNPs) ) نظراً لتأثيره على ثباتية وعمل المورثة خاصة في حالة توضعه على المناطق الفعالة في المورثة ( مناطق الExon ) وليس في مناطق (ال Intron ) الأقل فعالية , ومن هنا تنشأ أهمية السنيبس كمشعرات وراثية فردية تلعب دوراً في تفسير قابلية الفرد للإصابة بالمرض , أو قابليته للاستجابة لدواء معين أو لفيروس معين , كما تعتبر كمشعرات أو إشارات متألقة تساعد على تعيين التسلسل الجيني .
توزع السنيبس في الكروموزوم الخامس .
فكما هو معلوم معظم الأمراض ذات منشأ وراثي كما أنها لا ترتبط بمورثة واحدة وإنما بمجموعة مورثات ومجموعة عوامل بيئية أو شخصية كالسنيبس , كما أن هناك 400 درجة للطفرة التي تحدث على المورثات يتراوح تأثيرها ما بين القاتل و العابر .
مثال ذلك عند استبدال الأساس T بالأساس A في السلسلة الأولى من مورثة الغلوبين بيتا ينتج عنه تغير في الحمض الأميني الموجود في بنية ذرة البيتا غلوبين , فيتحول حمض الغلوتاميك إلى حمض الفالين , مما يحول الكرية الحمراء الطبيعية إلى كرية حمراء شاذة مرافقة لفقر الدم المنجلي , ومن الملاحظ ارتفاع تواتر السنيبسات المسؤولة عن فقر الدم المنجلي لدى الشعوب الأفريقية – الأمريكية .
وكما أن السنيبس يؤدي لأضرار أحياناً فإن بعضاً منه ذو فائدة كبيرة في رفع مقاومة بعض الشعوب لبعض الأمراض كما هو الحال في ارتفاع مناعة الشعوب القوقازية الموجودة في أوروبا الشمالية تجاه فيروس ال H I V (الإيدز) .
- هذا وقد حدد العلماء خواص و فوائد كثيرة للسنيبس فهي :
1- تغيرات تحدث على سلسلة الD N A .
2- تتكرر كل 200-300 قاعدة نيتروجينية.
3- يتراوح عددها بين 10 – 30 مليون سنيبس .
4- تم الكشف عن 4مليون منها .
5- 1% منهم يتوضع على المورثات نفسها وتدعى عندها بالسنيبسات المرجعية rs SNPs)).
6- معظم السنيبسات مفيدة .
7- جزء بسيط منها يرتبط بالأمراض .
8- يمكن اعتبارها كشارات ضوئية سهلت دراسة التسلسل الجيني للمورثات ولسلسلة ال DNA. بالكامل أثناء وضع الخريطة الوراثية.
9- هي مشعرات جينية تشخيصية ذات قيمة أثناء تحديد الأشخاص ذوو عامل الخطورة المحتمل لظهور الأمراض .
10- لها صفة النوعية , فكل أسبوع يتم تحديد سنيبسات جديدة مرافقة لأمراض محددة , مثل التهاب الكولون القرحي ,الزهايمر , الداء السكري , باركنسون و الكثير الكثير من الأمراض
11- دراسة السنيبس تفيد في دراسة التغيرات الوراثية الحاصلة على العضويات الدقيقة من جراثيم أو فيروسات كما هو الحال في السلالات الجديدة من عصيات الE.Coli وفيروسات ال HIV التي تبدي مقاومة شديدة للدواء بسبب زيادة تواتر الطفرات وخاصة على مستوى السنيبس .
12- دراسة السنيبس تفيد في مجال البحوث الزراعية بغية متابعة التغيرات الوراثية الحاصلة على المحاصيل من مقاومة للحشرات وللأعشاب الضارة.
ونظراً لأهمية وضع خريطة للسنيبس كما هو حال الخريطة الوراثية تم عام 2002 إنشاء مجموعة عمل موحدة لأكبر عشر شركات دواء عالمية عملاقة وبرأس مال مشترك وهي :
شركة Bayer - شركة Squibb – شركة Hoffman La Roche شركة Glaxo Welcome – شركة Hoechst - شركة Pfizer – شركة Novartis - شركة Rorer - شركة Searle – شركة Smith kline Beacham .
سميت مجموعة العمل هذه SNP Consortium وهدف هذه المجموعة هو وضع خريطة للسنيبس تفيد في تطبيق فكرة زَبونة الدواء ( Customized Medicine ) أي إعطاء الدواء المناسب بالتركيز المناسب للشخص المناسب وفي الوقت المناسب , ويتم ذلك عن طريق التصوير الجيني للمريض من أجل تحديد خريطته الوراثية وسنيبساته وذلك قبل بدء العلاج, و يأملون بتطبيق هذه الطريقة خاصة في مجال معالجة الأورام والتي كثيراً ما يلاحظ عدم استجابتها لطرق العلاج الكيماوية بالرغم من زيادة التركيز ويأمل العلماء أنه بحلول عام 2015 سيتم دراسة الإستجابة الجزيئية للدواء عن طريق دراسة هذه التغيرات مباشرة بعد تناول الدواء دون الإنتظار لأسابيع قبل معرفة مدى التحسن .
طرق كشف و تنميط السنيبس Detection and Genotyping Methods SNPs
هناك طرق كثيرة للكشف وتختلف بحسب المبادئ الأساسية في التنميط فمنها الطرق الكيماوية مثال :
1 – Allele Specific Hybridization.
2 – Polymerase Extension.
3- Enzymatic Cleavage.
4- Flap Endonuclease Discrimination
ومنها طرق التحري التي تعتمد على:
1- Fluorescence.
2- Colorimetric Methods.
3- Chemiluminiscence.
4- Mass Spectrometry
تحتاج معظم هذه الطرق إلى حواسب ورقائق و كواشف متميزة وهذا يؤدي لارتفاع كلفة تنميط السنيبس الواحد لتصل إلى دولار أو نصف دولار أمريكي بحسب دقة الطريقة ونوعيتها ، وحالياً و نتيجة التنافس الكبير بين الشركات المصنعة للألكترونيات ولطواقم الكشف ونتيجة دخولنا عالم ال
انخفضت كلفة تنميط السنيبس الواحد إلى 20 – 35 سنت أميركي ..PCR
رغم ذلك لازالت كلفة التنميط مرتفعة خاصة عندما نتذكر أن هناك 1.42 مليون سنيبس لم يتم التعرف إلا على جزء ضئيل منهم , وتعمل كل من شركة IBM. و شركة MOTORELLA على الوصول إلى كلفة تنميط للسنيبس تعادل واحد سنت أمريكي .
هذا ومن الممكن حالياً كشف 4500 سنيبس خلال ربع ساعة أو 400.000 سنيبس كل24 ساعة, وذلك عند استخدام طريقة الرحلان المناعي الكهربائي الشعري Capillary electrophoresis sequencing system وهي طريقة واعدة للكشف الرخيص والسريع .
.ويجب أن لا ننسى أنه للكشف عن مرض واحد معقد , يجب إجراء تنميط لأكثر من 500 – 1000 مريض وذلك من أجل الحصول على علاقة مفيدة وواضحة بين السنيبس و المرض .
وبعد هذه الجولة السريعة في عالم التغيرات الدقيقة أو عالم السنيبس فقد صحت مقولة بعض العلماء للألفية الثالثة بأنها بدأت مع بداية القرن البيولوجي لما لهذه الإكتشافات والبحوث من أهمية كبيرة.
ولاتستغرب عزيزي القارىء إذا ما تباينت هذه الأرقام لحين وصولها ليديك نتيجة التباين العديد لهذه الدراسات حيث تطالعنا مجموعة العمل الدولية ( I.S.M.W.) والتي تعمل على وضع خريطة للسنيبسات بنشرات دورية أسبوعية تحمل أنباءً جديدة عن اكتشافات جديدة تربط أمراضاً معينة بسنيبسات معينة .
Blogger Comment
Facebook Comment