جين مترافق

يُعرَّف الجين المُدمج (CG) بأنه جين ينتج عنه نسخ جينية من خلال دمج جزء على الأقل من إكسون واحد من كل جين من جينين أو أكثر من الجينات الأصلية المعروفة (الجينات الأبوية) التي تقع على نفس الكروموسوم، ولها نفس الاتجاه، وغالبًا ما تُترجم بشكل مستقل إلى بروتينات مختلفة. في بعض الحالات، تُترجم النسخ الجينية الناتجة عن الجينات المُدمجة لتكوين بروتينات هجينة أو بروتينات جديدة تمامًا.

ينشأ الجين المدمج من اندماج إكسونات من جينين مختلفين في نفس الاتجاه الكروموسومي. وبينما تُترجم بعض الجينات المدمجة بشكل مستقل إلى بروتينات مختلفة، ينتج البعض الآخر بروتينات هجينة أو جديدة، مما يدعم فرضية أن 95% من الجينات المدمجة تعمل بشكل مستقل، بينما تُشكل مجموعة فرعية منها منتجات بروتينية فريدة. وقد حددت إحدى الدراسات 17 جينًا مدمجًا في خلايا اللمفوما، بعضها يُعبر عنه بشكل متكرر، وربما يلعب دورًا في تطور المرض. ^{[ 1 ]} تُسلط هذه النتائج الضوء على النسخ الهجينة التي تتضمن الحمض النووي الريبوزي غير المشفر، مما يُشير إلى أن الجينات المدمجة يُمكن أن تُساهم في آليات تنظيم الجينات الجديدة. ^{[ 2 ]}

تمثيل كرتوني لتكوين الجين AB المدمج من الجينات الأصلية A و B.

تُستخدم عدة أسماء بديلة لمعالجة الجينات المتصلة، بما في ذلك الجين المدمج والجين المعقد، ^{[ 3 ]} جين الاندماج ، بروتين الاندماج ، النسخ الممتد، الجينات المنسوخة بشكل مشترك، الجينات الموصولة، الجينات الممتدة، الجينات الهجينة، والنسخ الممتدة على الموضع.

على الرغم من أن آلية نسخ الجينات المترافقة لا تزال غير معروفة نسبيًا، فقد بحثت إحدى الدراسات نشاط كيناز Cdc2-like (CLK) لتحديد تأثيراته على تكوين نسخ الجينات المترافقة. وكشفت هذه الدراسة أن تثبيط نشاط CLK يُسهم في آليات تعتمد على جرعة ثلاثي يودوثيرونين (T3)، والتي ترتبط بإثراء الموتيفات وتؤثر على أحداث التضفير البديل . ^{[ 4 ]}

تؤدي التغيرات التي تحدث في عمليات التضفير البديل إلى حذف الإكسونات، واحتفاظ الإنترونات ، وتأخيرها. ونتيجةً لذلك، وبسبب الاختلافات في عمليات التضفير البديل، تتنوع تركيبات التضفير المحتملة للإكسونات، مما يُسهّل تكوين نسخ CG. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط تثبيط CLK بإثراء الزخارف في إكسونات مُحددة، مما يُعزز حذف الإكسونات ، ويؤدي إلى زيادة نسخ الجينات المُتصلة. ^{[ 4 ]}

تمكن العلماء من تضييق نطاق بعض الاحتمالات المتعلقة بأصل الجينات المتصلة ووظيفتها العامة. قد تلعب هذه الجينات دورًا في تنظيم الجينات، إذ يمكنها منع التعبير عن أكثر من جين أصلي واحد. ^{[ 5 ]} كما تُلاحظ الجينات المتصلة في أنواع حيوانية مختلفة، مما يشير إلى أنها محفوظة وقد صمدت أمام ضغوط انتقائية تطورية مُنقية. ويوحي هذا الحفظ بأنها ضرورية لأداء وظائف متنوعة. ^{[ 5 ]}

حتى الآن، تم تحديد 800 موقعًا جينيًا في الجينوم البشري بأكمله من قبل مجموعات بحثية مختلفة حول العالم، بما في ذلك براكاش وآخرون ^{[ 6 ]} ، وأكيبا وآخرون ^{[ 7 ]} ، وبارا وآخرون ^{[ 8 ]} ، وكيم وآخرون ^{[ 9 ]} ، وفي 1% من الجينوم البشري في المشروع التجريبي ENCODE ^{[ 10 ]} . وقد أمكن التحقق تجريبيًا من 36% من هذه المواقع الجينية باستخدام تقنيات تفاعل البوليميراز المتسلسل العكسي (RT-PCR) والتسلسل. ومع ذلك، لا يوجد سوى عدد محدود جدًا من هذه المواقع الجينية في موارد الجينوم البشري العامة، مثل قاعدة بيانات Entrez Gene ، ومتصفح جينوم UCSC ، وقاعدة بيانات شرح جينوم الفقاريات (Vega) .

أكثر من 70% من الجينات المدمجة في الإنسان محفوظة في جينومات الفقاريات الأخرى، مع وجود تشابه أكبر بين الفقاريات العليا، بما في ذلك أقرب أسلاف الإنسان، الشمبانزي. ولا يقتصر تكوين الجينات المدمجة على الجينوم البشري فحسب، بل تم تحديد بعضها أيضًا في جينومات حقيقيات النوى الأخرى ، كالفئران وذبابة الفاكهة. تتوفر بعض المصادر الإلكترونية التي تتضمن معلومات عن بعض الجينات المدمجة، بالإضافة إلى جينات الاندماج الأخرى، مثل ChimerDB و HYBRIDdb . أما قاعدة بيانات ConjoinG ، فهي مصدر شامل مخصص فقط للجينات المدمجة الـ 800 التي تم تحديدها في الجينوم البشري بأكمله.

نظرًا لأن جينومات CG محفوظة في الحيوانات، وجينومات الفقاريات، والخلايا الطبيعية والسرطانية على حد سواء، فمن الصعب تحديد دورها في السرطان. مع ذلك، توجد مجموعة من 14 جينومًا من جينومات CG، تتكون أساسًا من الحمض النووي الريبوزي غير المشفر، والتي تُعبر عنها حصريًا حالات ابيضاض الدم الليمفاوي الحاد (ALL)، وهو الشكل الأكثر شيوعًا لسرطان الأطفال . ^{[ 5 ]} لا توجد هذه المجموعة الفرعية من جينومات CG في الأورام الصلبة أو الخلايا الطبيعية، مما يشير إلى إمكانية استخدامها كعلامات حيوية خاصة بابيضاض الدم. ^{[ 5 ]}

حددت الدراسات مجموعة فرعية من الجينات المرتبطة بالورم (CGs) ذات قدرة على التسبب بالسرطان في سرطان الغدد الليمفاوية اللاهودجكينية من النوع B (B-NHL). تم الكشف عن 17 جينًا مرتبطًا بالورم، بعضها خاص بسرطان الغدد الليمفاوية والبعض الآخر موجود في الخلايا الطبيعية. وُجد جين الاندماج المتكرر ضمن الإطار المفتوح للقراءة فقط في حالات سرطان الغدد الليمفاوية اللاهودجكينية من النوع B، مما يشير إلى دوره المحتمل في تطور سرطان الغدد الليمفاوية. يدعم هذا فكرة أن جينات مرتبطة بالورم محددة يمكن أن تكون بمثابة مؤشرات حيوية جينية لأنواع فرعية من السرطان. ^{[ 11 ]}

• التعبير الجيني